/* *Copyright (C),2023 , NANOCHAP *File name: ENS1_WAVEGEN.C *Author: *Version: V1.0 *Date: 2023-11- *Description: 波形生成器电刺激功能实现 *Function List: 1 int wavegen_driverA_sine_test(CMSDK_WAVE_GEN_TypeDef *CMSDK_WAVEGEN_DRVA, uint16_t incount); 2 void wavegen_Stop(CMSDK_WAVE_GEN_TypeDef *CMSDK_WAVEGEN_DRVA); 3 void wavegen_Init(void); 4 void wavegen_Start(void); History: 1.V1.0 Date: Author: Modification: 初版 */ #include #include "ENS1_WAVEGEN.h" #include "ENS1_CLOCK.h" #include "ENS1_BOOST.h" EMS_Config_TypeDef ems_config = { .frequency = 100, // 100Hz .duration = 1000, // 1000ms .intensity = 128, // 中等强度 .rest_time = 100, // 100ms休息时间 .silent_time = 50, // 50ms静默时间 // 缓进缓出控制参数 .ramp_up_time = 2, // 缓进时间：2秒 .hold_time = 6, // 保持时间：6秒 .ramp_down_time = 2, // 缓出时间：2秒· .enable_ramp = 1 // 启用渐进控制 }; // 全局变量 EMS_Config_TypeDef g_ems_config = {0}; static volatile uint8_t g_ems_running = 0; static volatile uint32_t g_ems_count = 0; float waves_per_step = 0; // 缓进缓出控制变量 static volatile float g_current_intensity = 0; // 当前强度 static volatile uint8_t g_ramp_phase = 0; // 渐进阶段：0=缓进, 1=保持, 2=缓出 static volatile uint32_t g_wave_counter = 0; // 方波周期计数器 static volatile uint32_t g_ramp_step_counter = 0; // 缓进步进计数器 /* --------------------------------------------------------------- */ /* 波形生成器驱动器A正弦波测试 */ /* --------------------------------------------------------------- */ int wavegen_driverA_sine_test(CMSDK_WAVE_GEN_TypeDef *CMSDK_WAVEGEN_DRVA, uint16_t incount) { int return_val = 0; int err_code = 0; // printf("\n驱动器A正弦波测试\n"); CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_REST_T_REG = 100; // 死区时间10ms //交替模式下，死区时间失效，即使CONFIG_REG使能了死区时间也无效 // CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_SILENT_T_REG = 200; //静默时间20ms CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_CLK_FREQ_REG = 0x00000020; // 32MHz ==PCLK CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_CLK_FREQ_REG = 32; // 32MHz ==PCLK //MHz为单位 CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_HLF_WAVE_PRD_REG = 100; // 正半周期脉宽10ms，有交替方波 CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_NEG_HLF_WAVE_PRD_REG = 100; // 负半周期脉宽10ms，无交替方波 #if 1 // 无需静默时间 CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_CONFIG_REG = 0x00000050; // bit 0:rest enable ， 正半周期和负半周期中间的休息时间 // 1:negative enable ， 负半周期发生使能，如果不使能，则没有负半周期的波形（注意交替模式只会对正半周期起作用） // 2: silent enable ， 负半周期结束后的静默时间 // 3: source B enable ，负脉宽方向使能位，1负脉宽在负半周期，0负脉宽在正半周期 // 4: alternating the positive side ,正极交替产生包络 // 5: continue mode ，连续模式 // 6: multi-electrode ，多电极模式 #else // 需要静默时间 /*交替模式下config寄存器说明： 正脉宽交替，无负脉宽，无死区时间，无静默时间：0x50 或 0x51 或 0x58 或 0x59 正脉宽交替，无死区时间，无负脉宽，有静默时间：0x54 或 0x55 或 0x5C 或 0x5D 正脉宽交替，无死区时间，负脉宽不交替但有波形，无静默时间 ：0x5A 或 0x5B 正脉宽交替，无死区时间，负脉宽不交替但有波形且波形在正脉宽上（因为源B失能了），无静默时间 ：0x52 或 0x53 正脉宽交替，无死区时间，负脉宽不交替但有波形且波形在正脉宽上（因为源B失能了），有静默时间 ：0x56 或 0x57 正脉宽交替，无死区时间，负脉宽不交替但有波形，有静默时间 ： 0x5E 或 0x5F */ // CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_CONFIG_REG = 0x5F; //bit 0:rest enable ， 正半周期和负半周期中间的死区时间 // 1:negative enable ， 负半周期发生使能，如果不使能，则没有负半周期的波形 // 2: silent enable ， 负半周期结束后的静默时间 // 3: source B enable // 4: alternating the positive side ,正极交替产生包络 // 5: continue mode ，连续模式 CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_CONFIG_REG = 0x34; // 静默时间、交替模式和多电极使能 //6: multi-electrode ，多电极模式 #endif CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_ISEL_REG = 0x04; // 总电流 = 单元电流ISEL * WAVE_GEN_DRV_IN_WAVE_REG for (int i = 0; i < 64; i++) { CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_IN_WAVE_ADDR_REG = i; // CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_IN_WAVE_REG = sine_data[i]; //正弦波数据数组，根据数组中的点描绘正半周期的波形 // CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_IN_WAVE_REG = saw_data[i]; //三角波数据 CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_IN_WAVE_REG = incount; // 方波数据（固定值0x80） } CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_ALT_LIM_REG = 3200; // 3200 需要设置一个正半周期下需要再生成多少个周期波形。设置10kHz=0.1ms=100us，100us=A*(1/32us),所以A=3200。 CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_ALT_SILENT_LIM_REG = 0; // 交替后静默的时钟数（无死区时间设置）。在这种情况下，驱动器B连续交替。//包络下波形的静默时间 CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_DELAY_LIM_REG = 0x00000000; // 延迟时钟数 CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_NEG_SCALE_REG = 0x00000001; // 负半周期幅值倍乘系数，如超过255，则从0开始增长 CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_NEG_OFFSET_REG = 0x00000000; // 负半周期幅值偏移量，如超过255，则从0开始增长， // 如正半周期幅值为250，此处设置为10，则负半周期幅值为5 ！！！ CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_INT_REG = 0x0; // 中断寄存器设置为0 CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_CTRL_REG = 0x00000001; // 使能驱动器 /* 生成返回值 */ /*if (err_code != 0) { printf("\n错误 : 驱动器A测试失败\n"); return_val = 1; err_code = 0; }*/ return (return_val); } void wavegen_Stop(CMSDK_WAVE_GEN_TypeDef *CMSDK_WAVEGEN_DRVA) { CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_ISEL_REG = 0; // 范围 0x00 - 0x07 for (int i = 0; i < 64; i++) { CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_IN_WAVE_ADDR_REG = i; CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_IN_WAVE_REG = 0; // 最大值0xff } } // 初始化波形生成器 void wavegen_Init(void) { // 设置MTP等待周期 CMSDK_MTPREG->MTP_CR = 0x00000002; // 注意：时钟配置已在ClockInit()中完成，这里不再重复配置 // 使用HSI作为主频 32MHz // CMSDK_SYSCON->HSI_CTRL = (CMSDK_SYSCON->HSI_CTRL & ~CMSDK_SYSCON_HSI_FREQ_Msk) | (0x3 << CMSDK_SYSCON_HSI_FREQ_Pos); //HSI=32MHz // 使能UART和WAVE_GEN外设时钟（不覆盖TIMER0时钟） CMSDK_SYSCON->APB_CLKEN |= 0x1003 | 0x4000; // 使用|=而不是=，避免覆盖其他时钟使能 // 升压电压选择 //boost_voltage_select_11V(); //boost_voltage_select_15V(); //boost_voltage_select_26V(); //boost_voltage_select_45V(); boost_voltage_select_55V(); } // 启动波形生成器 void wavegen_Start(void) { g_ems_running = 1; // 初始化缓进缓出控制 if (g_ems_config.enable_ramp) { g_current_intensity = 0; // 从0开始 g_ramp_phase = 0; // 缓进阶段 g_wave_counter = 0; // 重置方波计数器 g_ramp_step_counter = 0; // 重置步进计数器 } else { g_current_intensity = g_ems_config.intensity; // 直接使用设定强度 } // 初始化硬件配置（只执行一次） wavegen_driverA_sine_test(WAVE_GEN_DRVA_BLK0, g_current_intensity); } // 电刺激参数配置 void EMS_Configure(EMS_Config_TypeDef *config) { if (config != NULL) { g_ems_config = *config; } } // 启动电刺激 void EMS_Start(void) { wavegen_Start(); } // 停止电刺激 void EMS_Stop(void) { g_ems_running = 0; g_current_intensity = 0; // 重置强度 g_ramp_phase = 0; // 重置渐进阶段 g_wave_counter = 0; // 重置方波计数器 g_ramp_step_counter = 0; // 重置步进计数器 wavegen_Stop(WAVE_GEN_DRVA_BLK0); } // 更新电刺激强度 void EMS_UpdateIntensity(uint16_t intensity) { g_ems_config.intensity = intensity; } // 缓进缓出处理函数（在电刺激处理中调用） void EMS_Process_Ramp(void) { if(ems_state) { time_count++; if (!g_ems_config.enable_ramp || !g_ems_running) { return; // 如果未启用缓进缓出或未运行，直接返回 } // 计算每个强度步进需要的毫秒数 uint32_t ramp_up_ms = ems_config.ramp_up_time * 1000; uint32_t hold_ms = ems_config.hold_time * 1000; uint32_t ramp_down_ms = ems_config.ramp_down_time * 1000; switch (g_ramp_phase) { case 0: // 缓进阶段 { if ( time_count <= ems_config.ramp_up_time*1000 ) { // 计算当前应该达到的强度 uint16_t target_intensity = (time_count * ems_config.intensity) / ramp_up_ms; if (target_intensity > ems_config.intensity) { target_intensity = ems_config.intensity; } g_current_intensity = target_intensity; } else { // 缓进完成，进入保持阶段 g_ramp_phase = 1; g_current_intensity = ems_config.intensity; // 确保达到最大强度 } break; } case 1: // 保持阶段 { if(time_count <= (ramp_up_ms + hold_ms)) { g_current_intensity = ems_config.intensity; } else { g_ramp_phase = 2; } break; } case 2: // 缓出阶段 { if(time_count <= (ramp_up_ms + hold_ms + ramp_down_ms)) { // 计算缓出阶段的时间偏移 uint32_t ramp_down_start = ramp_up_ms + hold_ms; uint32_t ramp_down_elapsed = time_count - ramp_down_start; // 计算当前应该达到的强度（从最大值递减到0） uint16_t target_intensity = ems_config.intensity - (ramp_down_elapsed * ems_config.intensity) / ramp_down_ms; if (target_intensity > ems_config.intensity) { target_intensity = 0; } g_current_intensity = target_intensity; } else { // 缓出完成，停止电刺激 g_current_intensity = 0; g_ramp_phase = 0; // 重置为缓进阶段，准备下一轮 } break; } } } // 注意：不要在这里重置time_count，让它继续计数 } // 更新波形强度（不重新配置硬件） void wavegen_UpdateIntensity(CMSDK_WAVE_GEN_TypeDef *CMSDK_WAVEGEN_DRVA, uint16_t intensity) { // 只更新波形数据，不重新配置硬件 for (int i = 0; i < 64; i++) { CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_IN_WAVE_ADDR_REG = i; CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_IN_WAVE_REG = intensity; } } // 电刺激主循环处理函数（在主循环中调用） void EMS_Process(void) { if (g_ems_running) { EMS_Process_Ramp(); // 使用当前缓进缓出的强度 uint16_t current_intensity = g_current_intensity; wavegen_UpdateIntensity(WAVE_GEN_DRVA_BLK0, current_intensity); } }