【STM32H7教程】第20章 STM32H7的GPIO应用之无源蜂鸣器

完整教程下载地址：http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=86980

第20章       STM32H7的GPIO应用之无源蜂鸣器

本章教程为大家介绍STM32H7的GPIO应用之无源蜂鸣器，蜂鸣器也是GPIO控制的经典测试例程，可以让大家对STM32H7应用有个简单的整体认识。

20.1 初学者重要提示

20.2 蜂鸣器硬件设计

20.3 蜂鸣器软件驱动设计

20.4 蜂鸣器板级支持包（bsp_beep.c）

20.5 蜂鸣器驱动移植和使用（裸机版）

20.6 使用例程设计框架

20.7 实验例程说明（MDK）

20.8 实验例程说明（IAR）

20.9 总结

20.1 初学者重要提示

1. 学习本章节前，务必保证已经学习了第13，14和15章。
2. 注意有源蜂鸣器和无源蜂鸣器的区别，本章教程的17.2.1小节有专门说明。
3. 开发板是采用的有源蜂鸣器，需要PWM驱动，而截至本章节还没有讲到PWM，会在34章节专门为大家讲解，程序中是通过一个宏定义控制使能和关闭，所以对于初学者来说，当前阶段仅需了解到使能和关闭方法即可，后面学习到PWM章节了，再深入了解。
4. 无源蜂鸣器的控制采用的非阻塞方式，实际项目中比较实用。

20.2 蜂鸣器硬件设计

蜂鸣器的硬件设计如下：

通过这个硬件设计，有如下两点需要学习：

20.2.1 蜂鸣器分类

蜂鸣器主要有电磁式和电压式两种，而且都有无源蜂鸣器和有源蜂鸣器两类。开发板使用的是电磁式有源蜂鸣器，而有源和无源的区别是有源蜂鸣器内部自带振荡器，给个电压就能发声，但频率是固定的，只能发出一种声音，而无源蜂鸣器频率可控，给个方波才可以发声，并且根据不同频率发出不同的声音效果。

•  拓展知识

关于有源蜂鸣器和无源蜂鸣器区别：

http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=89764 。

20.2.2 硬件设计

关于硬件驱动，这里主要有三点需要大家认识到：

1. S8050TL1是NPN型三极管，这里是当开关使用，PA8输出高电平的时候三极管导通，输出低电平，三极管关闭。
2. 电阻R70起到限流的作用。
3. 电阻R47在这里有特别的作用，首先要普及一个知识点，这里使用的是电磁式蜂鸣器，属于感性负载，切断这种负载必须要注意，如果电流消失，电感两端的电压将急剧上升，这种感应冲击足以损坏逻辑门电路或者其它形式的负载驱动电路，为了保护这个电路，可以用一个二极管或者电阻吸收感应冲击。

•  拓展知识

STM32H7的GPIO控制三极管驱动各种负载的安全措施和注意事项：

http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=89776 。

20.3 蜂鸣器软件驱动设计

软件驱动对有源蜂鸣器和无源蜂鸣器都做了支持，默认情况下用的是有源蜂鸣器。我们使用蜂鸣器的话，大部分情况下可以配置鸣叫次数、鸣叫的时间和停止的时间。本驱动设计就是基于这种应用方式实现，基本可以满足大部分应用情况。

设计这个软件驱动的关键之处是如何避免采用阻塞式的实现方式，比如要实现鸣叫1秒，停止1秒，循环5次，如果是阻塞方式等待1秒执行完毕，那就时间太长了。鉴于这种情况，程序里面实现了一种非阻塞的方式，通过滴答定时器中断每10ms调用一次蜂鸣器处理函数来实现鸣叫次数、鸣叫的时间和停止的时间的更新。

20.4 蜂鸣器板级支持包（bsp_beep.c）

蜂鸣器驱动文件bsp_beep.c主要实现了如下几个API：

• BEEP_InitHard
• BEEP_Start
• BEEP_Stop
• BEEP_Pause
• BEEP_Resume
• BEEP_KeyTone
• BEEP_Pro

这里我们重点讲解函数BEEP_InitHard、BEEP_Sart和BEEP_Pro。

函数BEEP_Stop、BEEP_Pause和BEEP_Resume测试效果不够好，推荐直接使用BEEP_Sart即可，设置鸣叫时间、停止鸣叫时间和循环次数。而BEEP_KeyTone是基于BEEP_Start实现的，直接调用的BEEP_Start(5, 1, 1);       /* 鸣叫50ms，停10ms， 1次 */

20.4.1 宏定义设置

此文件的开头有一个宏定义选择，用户可以选择使用有源蜂鸣器或者无源蜂鸣器。

//#define BEEP_HAVE_POWER        /* 定义此行表示有源蜂鸣器，直接通过GPIO驱动, 无需PWM */

#ifdef    BEEP_HAVE_POWER        /* 有源蜂鸣器 */

    /* PA8 */
    #define GPIO_RCC_BEEP   RCC_AHB1Periph_GPIOA
    #define GPIO_PORT_BEEP    GPIOA
    #define GPIO_PIN_BEEP    GPIO_Pin_8

    #define BEEP_ENABLE()    GPIO_PORT_BEEP->BSRRL = GPIO_PIN_BEEP            /* 使能蜂鸣器鸣叫 */
    #define BEEP_DISABLE()    GPIO_PORT_BEEP->BSRRH = GPIO_PIN_BEEP            /* 禁止蜂鸣器鸣叫 */
#else        /* 无源蜂鸣器 */
    /* PA8 ---> TIM1_CH1 */

    /* 1500表示频率1.5KHz，5000表示50.00%的占空比 */
    #define BEEP_ENABLE()    bsp_SetTIMOutPWM(GPIOA, GPIO_Pin_8, TIM1, 1, 1500, 5000);

    /* 禁止蜂鸣器鸣叫 */
    #define BEEP_DISABLE()    bsp_SetTIMOutPWM(GPIOA, GPIO_Pin_8, TIM1, 1, 1500, 0);
#endif

• 使能了宏定义BEEP_HAVE_POWER就可以选择使用有源蜂鸣器，默认是无源的。
• 使用无源蜂鸣器时，需要用到定时器的PWM功能，这个功能会在34章节专门讲解，这里仅需只知道配置了一个PWM来驱动蜂鸣器即可。

20.4.2 蜂鸣器结构体变量

为了方便蜂鸣器的控制，专门封装了一个结构体变量：

typedef struct _BEEP_T
{
    uint8_t ucEnalbe;
    uint8_t ucState;
    uint16_t usBeepTime;
    uint16_t usStopTime;
    uint16_t usCycle;
    uint16_t usCount;
    uint16_t usCycleCount;
    uint8_t ucMute;
}BEEP_T;

• 成员ucEnalbe：用于使能或者禁止蜂鸣器。
• 成员ucState：状态变量，用于蜂鸣器鸣叫和停止的区分。
• 成员usBeepTime：鸣叫时间，单位10ms。
• 成员usStopTime：停止鸣叫时间，单位10ms。
• 成员usCycle：鸣叫和停止的循环次数。
• 成员usCount：用于鸣叫和停止时的计数。
• 成员usCycleCount：用于循环次数计数。
• 成员ucMute：用于静音。

20.4.3 函数BEEP_InitHard

函数原型：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: BEEP_InitHard
*    功能说明: 初始化蜂鸣器硬件
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void BEEP_InitHard(void)
{
#ifdef    BEEP_HAVE_POWER        /* 有源蜂鸣器 */
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    /* 打开GPIOF的时钟 */
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(GPIO_RCC_BEEP, ENABLE);

    BEEP_DISABLE();

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;        /* 设为输出口 */
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;        /* 设为推挽模式 */
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;    /* 上下拉电阻不使能 */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;    /* IO口最大速度 */

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_PIN_BEEP;
    GPIO_Init(GPIO_PORT_BEEP, &GPIO_InitStructure);
#endif

    g_tBeep.ucMute = ;    /* 关闭静音 */
}

函数描述：

此函数主要用于蜂鸣器的初始化，代码比较好理解。条件编译实现了一个无源蜂鸣器的初始化，配置引脚为推挽输出模式。由于V7开发板使用的无源蜂鸣器，所有没有开启宏定义BEEP_HAVE_POWER。

使用举例：

底层驱动初始化直接在bsp.c文件的函数bsp_Init里面调用即可。

20.4.4 函数BEEP_Start

函数原型：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: BEEP_Start
*    功能说明: 启动蜂鸣音。
*    形    参: _usBeepTime : 蜂鸣时间，单位10ms; 0 表示不鸣叫
*              _usStopTime : 停止时间，单位10ms; 0 表示持续鸣叫
*              _usCycle : 鸣叫次数， 0 表示持续鸣叫
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void BEEP_Start(uint16_t _usBeepTime, uint16_t _usStopTime, uint16_t _usCycle)
{
    if (_usBeepTime ==  || g_tBeep.ucMute == )
    {
        return;
    }

    g_tBeep.usBeepTime = _usBeepTime;
    g_tBeep.usStopTime = _usStopTime;
    g_tBeep.usCycle = _usCycle;
    g_tBeep.usCount = ;
    g_tBeep.usCycleCount = ;
    g_tBeep.ucState = ;
    g_tBeep.ucEnalbe = ;    /* 设置完全局参数后再使能发声标志 */

    BEEP_ENABLE();        /* 开始发声 */
}

函数描述：

此函数主要用于蜂鸣器的初始化，代码比较好理解。条件编译实现了一个无源蜂鸣器的初始化，配置引脚为推挽输出模式。由于V7开发板使用的无源蜂鸣器，所有没有开启宏定义BEEP_HAVE_POWER。

函数参数：

• 第1个参数_usBeepTime用于设置蜂鸣时间，单位10ms，配置为0 表示不鸣叫。
• 第2个参数_usStopTime用于设置蜂鸣时间，单位10ms，配置为0 表示不鸣叫。
• 第3个参数_ _usCycle用于鸣叫次数，配置为0 表示持续鸣叫。

使用举例：

调用此函数前，务必优先调用函数BEEP_InitHard进行初始化。比如要实现鸣叫50ms，停10ms， 1次，就是BEEP_Start(5, 1, 1)；

20.4.5 函数BEEP_Pro

函数原型：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: BEEP_Pro
*    功能说明: 每隔10ms调用1次该函数，用于控制蜂鸣器发声。该函数在 bsp_timer.c 中被调用。
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void BEEP_Pro(void)
{
    if ((g_tBeep.ucEnalbe == ) || (g_tBeep.usStopTime == ) || (g_tBeep.ucMute == ))
    {
        return;
    }

    if (g_tBeep.ucState == )
    {
        if (g_tBeep.usStopTime > )    /* 间断发声 */
        {
            if (++g_tBeep.usCount >= g_tBeep.usBeepTime)
            {
                BEEP_DISABLE();        /* 停止发声 */
                g_tBeep.usCount = ;
                g_tBeep.ucState = ;
            }
        }
        else
        {
            ;    /* 不做任何处理，连续发声 */
        }
    }
    else if (g_tBeep.ucState == )
    {
        if (++g_tBeep.usCount >= g_tBeep.usStopTime)
        {
            /* 连续发声时，直到调用stop停止为止 */
            if (g_tBeep.usCycle > )
            {
                if (++g_tBeep.usCycleCount >= g_tBeep.usCycle)
                {
                    /* 循环次数到，停止发声 */
                    g_tBeep.ucEnalbe = ;
                }

                if (g_tBeep.ucEnalbe == )
                {
                    g_tBeep.usStopTime = ;
                    return;
                }
            }

            g_tBeep.usCount = ;
            g_tBeep.ucState = ;

            BEEP_ENABLE();            /* 开始发声 */
        }
    }
}

函数描述：

此函数是蜂鸣器的主处理函数，用于实现鸣叫时间、停止鸣叫时间和循环次数的处理。

使用举例：

调用此函数前，务必优先调用函数BEEP_InitHard进行初始化。

另外，此函数需要周期性调用，每10ms调用一次。

• 如果是裸机使用，将此函数放在bsp.c文件的bsp_RunPer10ms函数里面即可，这个函数是由滴答定时器调用的，也就是说，大家要使用蜂鸣器，定时器的初始化函数bsp_InitTimer一定要调用。
• 如果是RTOS使用，需要开启一个10ms为周期的任务调用函数BEEP_Pro。

20.5 蜂鸣器驱动移植和使用

按键移植步骤如下：

第1步：复制bsp_beep.c，bsp_beep.h，bsp_tim_pwm.c和bsp_tim_pwm.h到自己的工程目录，并添加到工程里面。

第2步：根据自己使用的蜂鸣器驱动引脚和频率，修改下面的宏定义即可

#ifdef    BEEP_HAVE_POWER        /* 有源蜂鸣器 */

    /* PA8 */
    #define GPIO_RCC_BEEP   RCC_AHB1Periph_GPIOA
    #define GPIO_PORT_BEEP    GPIOA
    #define GPIO_PIN_BEEP    GPIO_PIN_8

    #define BEEP_ENABLE()    GPIO_PORT_BEEP->BSRRL = GPIO_PIN_BEEP            /* 使能蜂鸣器鸣叫 */
    #define BEEP_DISABLE()    GPIO_PORT_BEEP->BSRRH = GPIO_PIN_BEEP            /* 禁止蜂鸣器鸣叫 */
#else        /* 无源蜂鸣器 */
    /* PA0 ---> TIM5_CH1 */

    /* 1500表示频率1.5KHz，5000表示50.00%的占空比 */
    #define BEEP_ENABLE()    bsp_SetTIMOutPWM(GPIOA, GPIO_PIN_0, TIM5, 1, 1500, 5000);

    /* 禁止蜂鸣器鸣叫 */
    #define BEEP_DISABLE()    bsp_SetTIMOutPWM(GPIOA, GPIO_PIN_0, TIM5, 1, 1500, 0);
#endif

第3步：这几个驱动文件主要用到HAL库的GPIO和TIM驱动文件，简单省事些可以添加所有HAL库.C源文件进来。

第4步，应用方法看本章节配套例子即可。

特别注意，别忘了每10ms调用一次按键检测函数BEEP_Pro()。

20.6 实验例程设计框架

通过程序设计框架，让大家先对配套例程有一个全面的认识，然后再理解细节，本次实验例程的设计框架如下：

1、 第1阶段，上电启动阶段：

这部分在第14章进行了详细说明。

2、 第2阶段，进入main函数：

• 第1部分，硬件初始化，主要是MPU，Cache，HAL库，系统时钟，滴答定时器，蜂鸣器等。
• 第2部分，应用程序设计部分，实现了一个蜂鸣器应用。
• 第3部分，蜂鸣器程序每10ms在滴答定时中断执行一次。

20.7 实验例程说明（MDK）

配套例子：

V7-003_无源蜂鸣器

实验目的：

1. 学习无源蜂鸣器的控制实现。

实验内容：

1. 启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。

实验操作：

1. K1键按下，按键提示音(固定频率1.5KHz)。
2. K2键按下，急促鸣叫10次。
3. K3键按下，长鸣3次。

上电后串口打印的信息：

波特率 115200，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1

程序设计：

系统栈大小分配：

RAM空间用的DTCM：

硬件外设初始化

硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_Init
*    功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
*    形    参：无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
    /* 配置MPU */
    MPU_Config();

    /* 使能L1 Cache */
    CPU_CACHE_Enable();

    /*
       STM32H7xx HAL 库初始化，此时系统用的还是H7自带的64MHz，HSI时钟:
       - 调用函数HAL_InitTick，初始化滴答时钟中断1ms。
       - 设置NVIV优先级分组为4。
     */
    HAL_Init();

    /*
       配置系统时钟到400MHz
       - 切换使用HSE。
       - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock，并重新配置HAL_InitTick。
    */
    SystemClock_Config();

    /*
       Event Recorder：
       - 可用于代码执行时间测量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。
       - 默认不开启，如果要使能此选项，务必看V7开发板用户手册第xx章
    */
#if Enable_EventRecorder == 1
    /* 初始化EventRecorder并开启 */
    EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
    EventRecorderStart();
#endif

    bsp_InitKey();        /* 按键初始化，要放在滴答定时器之前，因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
    bsp_InitTimer();      /* 初始化滴答定时器 */
    bsp_InitUart();    /* 初始化串口 */
    bsp_InitExtIO();    /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */
    bsp_InitLed();        /* 初始化LED */
    BEEP_InitHard();   /* 初始化蜂鸣器 */
}

MPU配置和Cache配置：

数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区（本例子未用到AXI SRAM）和FMC的扩展IO区。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: MPU_Config
*    功能说明: 配置MPU
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void MPU_Config( void )
{
    MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;

    /* 禁止 MPU */
    HAL_MPU_Disable();

    /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */
    MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x24000000;
    MPU_InitStruct.Size             = MPU_REGION_SIZE_512KB;
    MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER0;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL1;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;

    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);

    /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
    MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x60000000;
    MPU_InitStruct.Size             = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;
    MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER1;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL0;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;

    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);

    /*使能 MPU */
    HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: CPU_CACHE_Enable
*    功能说明: 使能L1 Cache
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void CPU_CACHE_Enable(void)
{
    /* 使能 I-Cache */
    SCB_EnableICache();

    /* 使能 D-Cache */
    SCB_EnableDCache();
}

每10ms调用一次蜂鸣器处理：

蜂鸣器处理是在滴答定时器中断里面实现，每10ms执行一次检测。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_RunPer10ms
*    功能说明: 该函数每隔10ms被Systick中断调用1次。详见 bsp_timer.c的定时中断服务程序。一些处理时间要求
*              不严格的任务可以放在此函数。比如：按键扫描、蜂鸣器鸣叫控制等。
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_RunPer10ms(void)
{
    bsp_KeyScan10ms();
    BEEP_Pro();
}

主功能：

主功能的实现主要分为两部分：

• 启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
• 通过按键做蜂鸣器演示。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: main
*    功能说明: c程序入口
*    形    参: 无
*    返 回 值: 错误代码(无需处理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
    uint8_t ucKeyCode;
    uint32_t freq = ;

    bsp_Init();        /* 硬件初始化 */

    PrintfLogo();    /* 打印例程名称和版本等信息 */
    PrintfHelp();    /* 打印操作提示 */

    bsp_StartAutoTimer(, ); /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */

    printf("蜂鸣器频率 = %dHz\r\n", freq);

    /* 主程序大循环 */
    while ()
    {
        bsp_Idle();        /* CPU空闲时执行的函数，在 bsp.c */

        /* 判断定时器超时时间 */
        if (bsp_CheckTimer())
        {
            /* 每隔100ms 进来一次 */
            bsp_LedToggle();
        }

        /* 处理按键事件 */
        ucKeyCode = bsp_GetKey();
        if (ucKeyCode > )
        {
            /* 有键按下 */
            switch (ucKeyCode)
            {
                case KEY_DOWN_K1:          /* K1按键按下，提示音 */
                    BEEP_KeyTone();
                    printf("1按键按下，提示音(固定频率1.5KHz)\r\n");
                    break;        

                case KEY_DOWN_K2:          /* K2按键按下，急促鸣叫10次*/
                    BEEP_Start(, , ); /* 鸣叫50ms，停止50ms，10次*/
                    printf("K2按键按下，急促鸣叫10次\r\n");
                    break;    

                case KEY_DOWN_K3:           /* K3按键按下，长鸣3次*/
                    BEEP_Start(, , ); /* 鸣叫500ms，停止500ms，3次*/
                    printf("K3按键按下，长鸣3次\r\n");
                    break;    

                default:
                    break;
            }
        }
    }
}

20.8 实验例程说明（IAR）

配套例子：

V7-003_无源蜂鸣器

实验目的：

1. 学习无源蜂鸣器的控制实现。

实验内容：

1. 启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。

实验操作：

1. K1键按下，按键提示音(固定频率1.5KHz)。
2. K2键按下，急促鸣叫10次。
3. K3键按下，长鸣3次。

上电后串口打印的信息：

波特率 115200，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1

程序设计：

系统栈大小分配：

RAM空间用的DTCM：

硬件外设初始化

硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_Init
*    功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
*    形    参：无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
    /* 配置MPU */
    MPU_Config();

    /* 使能L1 Cache */
    CPU_CACHE_Enable();

    /*
       STM32H7xx HAL 库初始化，此时系统用的还是H7自带的64MHz，HSI时钟:
       - 调用函数HAL_InitTick，初始化滴答时钟中断1ms。
       - 设置NVIV优先级分组为4。
     */
    HAL_Init();

    /*
       配置系统时钟到400MHz
       - 切换使用HSE。
       - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock，并重新配置HAL_InitTick。
    */
    SystemClock_Config();

    /*
       Event Recorder：
       - 可用于代码执行时间测量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。
       - 默认不开启，如果要使能此选项，务必看V7开发板用户手册第xx章
    */
#if Enable_EventRecorder == 1
    /* 初始化EventRecorder并开启 */
    EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
    EventRecorderStart();
#endif

    bsp_InitKey();        /* 按键初始化，要放在滴答定时器之前，因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
    bsp_InitTimer();      /* 初始化滴答定时器 */
    bsp_InitUart();    /* 初始化串口 */
    bsp_InitExtIO();    /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */
    bsp_InitLed();        /* 初始化LED */
    BEEP_InitHard();   /* 初始化蜂鸣器 */
}

MPU配置和Cache配置：

数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区（本例子未用到AXI SRAM）和FMC的扩展IO区。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: MPU_Config
*    功能说明: 配置MPU
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void MPU_Config( void )
{
    MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;

    /* 禁止 MPU */
    HAL_MPU_Disable();

    /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */
    MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x24000000;
    MPU_InitStruct.Size             = MPU_REGION_SIZE_512KB;
    MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER0;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL1;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;

    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);

    /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
    MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x60000000;
    MPU_InitStruct.Size             = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;
    MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER1;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL0;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;

    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);

    /*使能 MPU */
    HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: CPU_CACHE_Enable
*    功能说明: 使能L1 Cache
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void CPU_CACHE_Enable(void)
{
    /* 使能 I-Cache */
    SCB_EnableICache();

    /* 使能 D-Cache */
    SCB_EnableDCache();
}

每10ms调用一次蜂鸣器处理：

蜂鸣器处理是在滴答定时器中断里面实现，每10ms执行一次检测。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_RunPer10ms
*    功能说明: 该函数每隔10ms被Systick中断调用1次。详见 bsp_timer.c的定时中断服务程序。一些处理时间要求
*              不严格的任务可以放在此函数。比如：按键扫描、蜂鸣器鸣叫控制等。
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_RunPer10ms(void)
{
    bsp_KeyScan10ms();
    BEEP_Pro();
}

主功能：

主功能的实现主要分为两部分：

• 启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
• 通过按键做蜂鸣器演示。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: main
*    功能说明: c程序入口
*    形    参: 无
*    返 回 值: 错误代码(无需处理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
    uint8_t ucKeyCode;
    uint32_t freq = ;

    bsp_Init();        /* 硬件初始化 */

    PrintfLogo();    /* 打印例程名称和版本等信息 */
    PrintfHelp();    /* 打印操作提示 */

    bsp_StartAutoTimer(, ); /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */

    printf("蜂鸣器频率 = %dHz\r\n", freq);

    /* 主程序大循环 */
    while ()
    {
        bsp_Idle();        /* CPU空闲时执行的函数，在 bsp.c */

        /* 判断定时器超时时间 */
        if (bsp_CheckTimer())
        {
            /* 每隔100ms 进来一次 */
            bsp_LedToggle();
        }

        /* 处理按键事件 */
        ucKeyCode = bsp_GetKey();
        if (ucKeyCode > )
        {
            /* 有键按下 */
            switch (ucKeyCode)
            {
                case KEY_DOWN_K1:          /* K1按键按下，提示音 */
                    BEEP_KeyTone();
                    printf("1按键按下，提示音(固定频率1.5KHz)\r\n");
                    break;        

                case KEY_DOWN_K2:          /* K2按键按下，急促鸣叫10次*/
                    BEEP_Start(, , ); /* 鸣叫50ms，停止50ms，10次*/
                    printf("K2按键按下，急促鸣叫10次\r\n");
                    break;    

                case KEY_DOWN_K3:           /* K3按键按下，长鸣3次*/
                    BEEP_Start(, , ); /* 鸣叫500ms，停止500ms，3次*/
                    printf("K3按键按下，长鸣3次\r\n");
                    break;    

                default:
                    break;
            }
        }
    }
}

20.9 总结

本章节为大家介绍的无源蜂鸣器方案还是比较实用的，采用的非阻塞方式，实际项目中可以放心使用。