• 【STM32】【HAL库】【实用制作】数控收音机(软件设计)

    目录

    前置模块8位8段数码管（74HC595）【软件部分】https://blog.csdn.net/m0_57585228/article/details/124577274

    方案

    功能选择控制

    初始化

    按键检测

    结构体

    按键扫描函数 

    扫描

    旋转编码器

    功能选择

    按键部分 

    旋转编码器部分 

    功能选择实现

    RDA5807M

    初始化

    结构体

    初始化

    数码管

    初始化 

    其他

    功放开关 

    成品

    前置模块8位8段数码管（74HC595）【软件部分】https://blog.csdn.net/m0_57585228/article/details/124577274

    数控收音机(硬件设计)https://blog.csdn.net/m0_57585228/article/details/126060943RDA5807M收音机芯片驱动https://blog.csdn.net/m0_57585228/article/details/125940042旋转编码器（EC11）https://blog.csdn.net/m0_57585228/article/details/125458070

    方案

    使用stm32f103c6t6作为主控,RDA5807M作为收音芯片,使用数码管进行显示,配合按键和旋转编码器作为控制

    功能选择控制

    初始化

    按键检测需要定时器,这里和数码管扫描的定时器合用,为2ms中断触发

    注意在定时器初始化函数里打开定时器和中断

    1.   HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);
    2.   HAL_TIM_Base_Start(&htim2);

    按键检测

    结构体

    1. typedef struct
    2. {
    3.     GPIO_TypeDef *GPIOx;
    4.     uint16_t GPIO_Pin;
    5.     uint8_t ins;
    6.     uint8_t bool;
    7.     uint8_t i;
    8. } Key_Struct;

    不同的按键有不同的GPIO

    ins是定时器扫描时用于指示的状态机

    bool是按键状态

    i是计数值,用于消抖 

    这是用到的按键 

    1. Key_Struct Key_AMP = {GPIOA, GPIO_PIN_4, 0, 0, 0};
    2. Key_Struct Key_FUNCTION = {GPIOA, GPIO_PIN_7, 0, 0, 0};
    3. Key_Struct Key_DETERMINE = {GPIOA, GPIO_PIN_8, 0, 0, 0};
    4. Key_Struct Key_EC11 = {GPIOB, GPIO_PIN_4, 0, 0, 0};

    按键扫描函数 

    有按键按下和松开的两个回调函数

    1. /**
    2.  * @brief 键盘扫描
    3.  * @param Key:键盘结构体地址
    4.  * @param Down:按键按下的回调函数
    5.  * @param Up:按键弹起的回调函数
    6.  * @return 无
    7.  * @author HZ12138
    8.  * @date 2022-07-29 15:46:00
    9.  */
    10. void Key_Scan(Key_Struct *Key, void (*Down)(void), void (*Up)(void))
    11. {
    12.     if (HAL_GPIO_ReadPin(Key->GPIOx, Key->GPIO_Pin) == GPIO_PIN_RESET && Key->ins == 0)
    13.     {
    14.         Key->i++;
    15.         if (Key->i > 10)
    16.         {
    17.             Key->i = 0;
    18.             Key->ins = 1;
    19.             Key->bool = 1;
    20.             Down();
    21.         }
    22.     }
    23.     else if (HAL_GPIO_ReadPin(Key->GPIOx, Key->GPIO_Pin) == GPIO_PIN_SET && Key->ins == 1)
    24.     {
    25.         Key->i++;
    26.         if (Key->i > 10)
    27.         {
    28.             Key->i = 0;
    29.             Key->ins = 0;
    30.             Key->bool = 0;
    31.             Up();
    32.         }
    33.     }
    34. }

    扫描

    在2ms的定时器中断里进行扫描

    1. void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
    2. {
    3.   if (htim == &htim2)
    4.   {
    5.  
    6.     if (Key_SW)
    7.     {
    8.       Function_Action();
    9.       Key_Scan(&Key_AMP, AMP_Change, air);
    10.       Key_Scan(&Key_FUNCTION, Function_Change, air);
    11.       Key_Scan(&Key_EC11, EC11_Change, air);
    12.       Key_Scan(&Key_DETERMINE, DETERMINE, air);
    13.     }
    14.     Tube_Send_Scan(Tube_Val, Tube_Spot_P);
    15.   }
    16.   else if (htim == &htim3)
    17.   {
    18.     if (Key_SW)
    19.       check_R_D();
    20.   }
    21. }

    旋转编码器

    需要外部中断和一个GPIO上拉输入模式 

     之后在外部中断回调函数中调用即可

    1. void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
    2. {
    3.   if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_0)
    4.   {
    5.     EC11_Decode(EC11_Change_Up, EC11_Change_Down);
    6.   }
    7. }

    功能选择

    我设计的功能是按下选择按键时更改音量,电台,频率的选择

    按下旋转编码器的按键时更改频率选择的位数(个位十位百位等)

    转动旋转编码器更改数值

    按下确定按键将数据发送给收音机芯片

    因此设置了1个用于指示现在所处的功能的数据

    1个用于指示当前频率位置的数据 

    按键部分 

     也就是这个结构体里的

    uint8_t function_ins;

    uint8_t Freq_ins;

    1. typedef struct
    2. {
    3.     uint8_t function_ins;
    4.     uint8_t volume;
    5.     uint8_t radio_station_num;
    6.     uint16_t Freq;
    7.     uint8_t Freq_ins;
    8. } MY_Struct;

    这个是更改功能指示,进入音量设置和频率设置时先读取芯片里的设置数据,避免出现问题

    1. /**
    2.  * @brief 功能选择改变函数（按键触发）
    3.  * @param 无
    4.  * @return 无
    5.  * @author HZ12138
    6.  * @date 2022-07-29 15:50:59
    7.  */
    8. void Function_Change(void)
    9. {
    10.     //改变指示的值
    11.     MY.function_ins++;
    12.     if (MY.function_ins > 2)
    13.         MY.function_ins = 0;
    14.  
    15.     //根据功能更新需要的数据
    16.     if (MY.function_ins == 0)
    17.     {
    18.         MY.volume = RDA5807M_Read_Reg(0x05) & 0xf;
    19.     }
    20.     else if (MY.function_ins == 2)
    21.     {
    22.         MY.Freq_ins = 0;
    23.         MY.Freq = RDA5807M_Read_Freq();
    24.     }
    25.  
    26.     check_R_D();
    27. }

     这个是更改频率选则的位置

    1. /**
    2.  * @brief 旋转编码器按键（改变频率的设定值）
    3.  * @param 无
    4.  * @return 无
    5.  * @author HZ12138
    6.  * @date 2022-07-29 16:13:47
    7.  */
    8. void EC11_Change(void)
    9. {
    10.     MY.Freq_ins++;
    11.     if (MY.Freq_ins > 3)
    12.         MY.Freq_ins = 0;
    13. }

    旋转编码器部分 

    上面的是改变标志,这里需要根据标志改变数据

    在音量和电台时只需要观察function_ins即可

    在频率改变时需要改变function_ins和Freq_ins两个标志

     因为增加和减少有且仅有符号不同(一个是自加,一个是自减)

    因此将其放入同一个函数里,根据传入的值进行调用

    另外因为有些数据使用的是无符号型,因此在处理0时需要注意避免越位

    1. /**
    2.  * @brief 旋转编码器实现
    3.  * @param bool:0增加 1减少
    4.  * @return 无
    5.  * @author HZ12138
    6.  * @date 2022-07-29 16:12:23
    7.  */
    8. void EC11_Achive(uint8_t bool)
    9. {
    10.     if (MY.function_ins == 0)
    11.     {                       //音量
    12.         int zj = MY.volume; //避免无负数问题
    13.  
    14.         if (bool == 0)
    15.             zj++;
    16.         else if (bool == 1)
    17.             zj--;
    18.  
    19.         if (zj >= 15)
    20.             zj = 15;
    21.         else if (zj <= 0)
    22.             zj = 0;
    23.         MY.volume = zj;
    24.     }
    25.     else if (MY.function_ins == 1)
    26.     {                                  //电台
    27.         int zj = MY.radio_station_num; //避免无负数问题
    28.  
    29.         if (bool == 0)
    30.             zj++;
    31.         else if (bool == 1)
    32.             zj--;
    33.  
    34.         if (zj <= 0)
    35.             zj = 0;
    36.         if (zj >= radio_station_Len)
    37.             zj = radio_station_Len;
    38.         MY.radio_station_num = zj;
    39.         MY.Freq = RDA5807M_RadioStadion_Freq[MY.radio_station_num];
    40.     }
    41.     else if (MY.function_ins == 2)
    42.     { //频率
    43.         int zj = 1;
    44.  
    45.         F_A_Freq_ins = 0; //开始时从最低位置开始
    46.         F_A_Freq_js = 0;  //更改后从亮开始闪烁
    47.                           //跟据选择增加频率
    48.         if (bool == 0)
    49.             zj = 1;
    50.         else if (bool == 1)
    51.             zj = -1;
    52.  
    53.         if (MY.Freq_ins == 0)
    54.             MY.Freq += zj * 10;
    55.         else if (MY.Freq_ins == 1)
    56.             MY.Freq += zj * 100;
    57.         else if (MY.Freq_ins == 2)
    58.             MY.Freq += zj * 1000;
    59.         else if (MY.Freq_ins == 3)
    60.             MY.Freq += zj * 10000;
    61.         //范围限制
    62.         if (MY.Freq >= 10800)
    63.             MY.Freq = 10800;
    64.         else if (MY.Freq <= 7600)
    65.             MY.Freq = 7600;
    66.     }
    67. }
    1. /**
    2.  * @brief 旋转编码器增加
    3.  * @param 无
    4.  * @return 无
    5.  * @author HZ12138
    6.  * @date 2022-07-29 16:06:14
    7.  */
    8. void EC11_Change_Up(void)
    9. {
    10.     EC11_Achive(0);
    11. }
    12. /**
    13.  * @brief 旋转编码器减少
    14.  * @param 无
    15.  * @return 无
    16.  * @author HZ12138
    17.  * @date 2022-07-29 16:08:29
    18.  */
    19. void EC11_Change_Down(void)
    20. {
    21.     EC11_Achive(1);
    22. }

    功能选择实现

    读取标志位function_ins后将结构体中的数据放入数码管的输出缓冲区里即可

    将各个位置的数据分离开来放入数码管输出缓冲区 

    1. /**
    2.  * @brief 功能选择实现函数（定时器扫描）
    3.  * @param 无
    4.  * @return 无
    5.  * @author HZ12138
    6.  * @date 2022-07-29 15:55:51
    7.  */
    8. void Function_Action(void)
    9. {
    10.     if (MY.function_ins == 0)
    11.     { //音量
    12.  
    13.         Tube_Val[0] = Tube_Lest[MY.volume / 10 % 10];
    14.         Tube_Val[1] = Tube_Lest[MY.volume % 10];
    15.         for (int i = 2; i <= 7; i++)
    16.             Tube_Val[i] = Tube_Bleak;
    17.         Tube_Spot_P = 0xff;
    18.     }
    19.     else if (MY.function_ins == 1)
    20.     { //电台
    21.         for (int i = 0; i <= 1; i++)
    22.             Tube_Val[i] = Tube_Bleak;
    23.  
    24.         Tube_Val[2] = Tube_Lest[MY.radio_station_num / 10 % 10];
    25.         Tube_Val[3] = Tube_Lest[MY.radio_station_num % 10];
    26.  
    27.         MY.Freq = RDA5807M_RadioStadion_Freq[MY.radio_station_num];
    28.  
    29.         Tube_Val[4] = Tube_Lest[MY.Freq / 10000 % 10];
    30.         Tube_Val[5] = Tube_Lest[MY.Freq / 1000 % 10];
    31.         Tube_Val[6] = Tube_Lest[MY.Freq / 100 % 10];
    32.         Tube_Val[7] = Tube_Lest[MY.Freq / 10 % 10];
    33.         Tube_Spot_P = 6;
    34.     }
    35.     else if (MY.function_ins == 2)
    36.     { //频率
    37.         //闪烁计时
    38.         F_A_Freq_js++;
    39.         if (F_A_Freq_js > 250)
    40.         {
    41.             if (F_A_Freq_ins == 0)
    42.                 F_A_Freq_ins = 1;
    43.             else if (F_A_Freq_ins == 1)
    44.                 F_A_Freq_ins = 0;
    45.             F_A_Freq_js = 0;
    46.         }
    47.         //前面变黑
    48.         for (int i = 0; i <= 3; i++)
    49.             Tube_Val[i] = Tube_Bleak;
    50.         //更新数据到数码管
    51.         Tube_Val[4] = Tube_Lest[MY.Freq / 10000 % 10];
    52.         Tube_Val[5] = Tube_Lest[MY.Freq / 1000 % 10];
    53.         Tube_Val[6] = Tube_Lest[MY.Freq / 100 % 10];
    54.         Tube_Val[7] = Tube_Lest[MY.Freq / 10 % 10];
    55.         //闪烁实现
    56.         if (F_A_Freq_ins == 1)
    57.         {
    58.             Tube_Val[7 - MY.Freq_ins] = Tube_Bleak;
    59.         }
    60.         //小数点
    61.         Tube_Spot_P = 6;
    62.     }
    63. }

     另外在频率选择部分做了选中的频率位数进行闪烁的功能,使用了计数和指示两个数据

    1. int F_A_Freq_js = 0;            //频率闪烁计时
    2. int F_A_Freq_ins = 0;           //频率闪烁状态

     这段函数放在定时器中断(2ms)里进行,之后调用数码管显示函数进行输出即可

    RDA5807M

    初始化

    这个芯片的硬件I2C无法使用(咱也不知道为啥)

    因此使用软件模拟I2C

    需要:
    2个GPIO,开漏浮空输出(电路设计时以加上拉电阻)

    扫描指示灯时需要一个1s的定时器中断 

    注意在定时器初始化函数里打开定时器和中断

    1.   HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);
    2.   HAL_TIM_Base_Start(&htim3);

    结构体

    为了方便使用,建立了一个结构体

    1. typedef struct
    2. {
    3.     uint8_t function_ins;
    4.     uint8_t volume;
    5.     uint8_t radio_station_num;
    6.     uint16_t Freq;
    7.     uint8_t Freq_ins;
    8. } MY_Struct;

    在这个部分中用到的是

    1. uint8_t volume;//音量
    2. uint8_t radio_station_num;//电台好
    3. uint16_t Freq;//频率

    音量的取值范围是0-15

    电台号是上电时搜索得到的

    频率值单位是MHz*100,如106.7=>10670

    初始化

     radio_station_Len是个全局变量

    这些代码均在程序开头 

    uint8_t radio_station_Len = 10; //电台数量

     如模块介绍中所言,进行初始化,搜索并获取电台数量 

    1.   RDA5807M_init();
    2.   HAL_Delay(500);
    3.   RDA5807M_Set_Volume(10);
    4.   HAL_Delay(50);
    5.   radio_station_Len = RDA5807M_Search_ALL_Freq() - 1;
    6.   RDA5807M_Set_Freq(10670);

    一开始的时候是按键和功放禁用的,等待初始化完成后才打开按键和功放

    之后检测当前频率是否是电台并改变指示灯 

    1.   Key_SW = 1;//按键启用
    2.   AMP_EN(1);//启用功放
    3.   check_R_D();//检测是否是电台

    中断回调函数

    1. void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
    2. {
    3.   if (htim == &htim2)
    4.   {
    5.  
    6.     if (Key_SW)
    7.     {
    8.       Function_Action();
    9.       Key_Scan(&Key_AMP, AMP_Change, air);
    10.       Key_Scan(&Key_FUNCTION, Function_Change, air);
    11.       Key_Scan(&Key_EC11, EC11_Change, air);
    12.       Key_Scan(&Key_DETERMINE, DETERMINE, air);
    13.     }
    14.     Tube_Send_Scan(Tube_Val, Tube_Spot_P);
    15.   }
    16.   else if (htim == &htim3)
    17.   {
    18.     if (Key_SW)
    19.       check_R_D();
    20.   }
    21. }

    数码管

    初始化 

    需要3个GPIO 推挽上拉输出 最高等级

    还有一个2ms定时器中断,和按键扫描连用,这边不需要设置了

    其他

    功放开关 

    功放是通过一个mos管进行控制的

    1. /**
    2.  * @brief 功放开关
    3.  * @param 无
    4.  * @return 无
    5.  * @author HZ12138
    6.  * @date 2022-07-29 15:50:28
    7.  */
    8. void AMP_Change(void)
    9. {
    10.     if (HAL_GPIO_ReadPin(AMP_EN_GPIO_Port, AMP_EN_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
    11.         HAL_GPIO_WritePin(AMP_EN_GPIO_Port, AMP_EN_Pin, GPIO_PIN_SET);
    12.     else if (HAL_GPIO_ReadPin(AMP_EN_GPIO_Port, AMP_EN_Pin) == GPIO_PIN_SET)
    13.         HAL_GPIO_WritePin(AMP_EN_GPIO_Port, AMP_EN_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    14. }

    成品

    收音机

    githubhttps://github.com/HZ1213825/HAL_STM32_Radio

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