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12 KiB
C
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C
/*
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*Copyright (C),2023 , NANOCHAP
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*File name: ENS1_WAVEGEN.C
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*Author:
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*Version: V1.0
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*Date: 2023-11-
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*Description: 波形生成器电刺激功能实现
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*Function List:
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1 int wavegen_driverA_sine_test(CMSDK_WAVE_GEN_TypeDef *CMSDK_WAVEGEN_DRVA, uint16_t incount);
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2 void wavegen_Stop(CMSDK_WAVE_GEN_TypeDef *CMSDK_WAVEGEN_DRVA);
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3 void wavegen_Init(void);
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4 void wavegen_Start(void);
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History:
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1.V1.0
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Date:
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Author:
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Modification: 初版
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*/
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#include <stdio.h>
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#include "ENS1_WAVEGEN.h"
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#include "ENS1_CLOCK.h"
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#include "ENS1_BOOST.h"
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EMS_Config_TypeDef ems_config = {
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.frequency = 100, // 100Hz
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.duration = 1000, // 1000ms
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.intensity = 128, // 中等强度
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.rest_time = 100, // 100ms休息时间
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.silent_time = 50, // 50ms静默时间
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// 缓进缓出控制参数
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.ramp_up_time = 2, // 缓进时间：2秒
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.hold_time = 6, // 保持时间：6秒
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.ramp_down_time = 2, // 缓出时间：2秒·
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.enable_ramp = 1 // 启用渐进控制
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};
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// 全局变量
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EMS_Config_TypeDef g_ems_config = {0};
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static volatile uint8_t g_ems_running = 0;
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static volatile uint32_t g_ems_count = 0;
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float waves_per_step = 0;
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// 缓进缓出控制变量
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static volatile float g_current_intensity = 0; // 当前强度
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static volatile uint8_t g_ramp_phase = 0; // 渐进阶段：0=缓进, 1=保持, 2=缓出
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static volatile uint32_t g_wave_counter = 0; // 方波周期计数器
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static volatile uint32_t g_ramp_step_counter = 0; // 缓进步进计数器
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/* --------------------------------------------------------------- */
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/* 波形生成器驱动器A正弦波测试 */
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/* --------------------------------------------------------------- */
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int wavegen_driverA_sine_test(CMSDK_WAVE_GEN_TypeDef *CMSDK_WAVEGEN_DRVA, uint16_t incount)
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{
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int return_val = 0;
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int err_code = 0;
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// printf("\n驱动器A正弦波测试\n");
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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
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// CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_SILENT_T_REG = 200; //静默时间20ms
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CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_CLK_FREQ_REG = 0x00000020; // 32MHz ==PCLK
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CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_CLK_FREQ_REG = 32; // 32MHz ==PCLK //MHz为单位
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CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_HLF_WAVE_PRD_REG = 100; // 正半周期脉宽10ms，有交替方波
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CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_NEG_HLF_WAVE_PRD_REG = 100; // 负半周期脉宽10ms，无交替方波
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#if 1 // 无需静默时间
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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
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||
// 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）
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// 2: silent enable ， 负半周期结束后的静默时间
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// 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
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||
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||
// 4: alternating the positive side ,正极交替产生包络
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||
// 5: continue mode ，连续模式
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||
// 6: multi-electrode ，多电极模式
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#else // 需要静默时间
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/*交替模式下config寄存器说明：
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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
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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
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||
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
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||
*/
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||
// 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
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||
// 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
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||
// 3: source B enable
|
||
// 4: alternating the positive side ,正极交替产生包络
|
||
// 5: continue mode ，连续模式
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||
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
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||
#endif
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CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_ISEL_REG = 0x04; // 总电流 = 单元电流ISEL * WAVE_GEN_DRV_IN_WAVE_REG
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||
for (int i = 0; i < 64; i++)
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||
{
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CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_IN_WAVE_ADDR_REG = i;
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||
// 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
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||
// CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_IN_WAVE_REG = saw_data[i]; //三角波数据
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||
CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_IN_WAVE_REG = incount; // 方波数据（固定值0x80）
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}
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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。
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||
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
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||
CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_DELAY_LIM_REG = 0x00000000; // 延迟时钟数
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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
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||
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，
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||
// 如正半周期幅值为250，此处设置为10，则负半周期幅值为5 ！！！
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||
CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_INT_REG = 0x0; // 中断寄存器设置为0
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||
CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_CTRL_REG = 0x00000001; // 使能驱动器
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/* 生成返回值 */
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/*if (err_code != 0)
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{
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printf("\n错误 : 驱动器A测试失败\n");
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return_val = 1;
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err_code = 0;
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}*/
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return (return_val);
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}
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void wavegen_Stop(CMSDK_WAVE_GEN_TypeDef *CMSDK_WAVEGEN_DRVA)
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{
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CMSDK_WAVEGEN_DRVA->WAVE_GEN_DRV_ISEL_REG = 0; // 范围 0x00 - 0x07
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||
for (int i = 0; i < 64; i++)
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||
{
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||
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
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||
}
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||
}
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// 初始化波形生成器
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void wavegen_Init(void)
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{
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// 设置MTP等待周期
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CMSDK_MTPREG->MTP_CR = 0x00000002;
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// 注意：时钟配置已在ClockInit()中完成，这里不再重复配置
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// 使用HSI作为主频 32MHz
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// CMSDK_SYSCON->HSI_CTRL = (CMSDK_SYSCON->HSI_CTRL & ~CMSDK_SYSCON_HSI_FREQ_Msk) | (0x3 << CMSDK_SYSCON_HSI_FREQ_Pos); //HSI=32MHz
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// 使能UART和WAVE_GEN外设时钟（不覆盖TIMER0时钟）
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CMSDK_SYSCON->APB_CLKEN |= 0x1003 | 0x4000; // 使用|=而不是=，避免覆盖其他时钟使能
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// 升压电压选择
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//boost_voltage_select_11V();
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//boost_voltage_select_15V();
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//boost_voltage_select_26V();
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//boost_voltage_select_45V();
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||
boost_voltage_select_55V();
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||
}
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// 启动波形生成器
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void wavegen_Start(void)
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{
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g_ems_running = 1;
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// 初始化缓进缓出控制
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if (g_ems_config.enable_ramp)
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{
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g_current_intensity = 0; // 从0开始
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||
g_ramp_phase = 0; // 缓进阶段
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||
g_wave_counter = 0; // 重置方波计数器
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||
g_ramp_step_counter = 0; // 重置步进计数器
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||
}
|
||
else
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||
{
|
||
g_current_intensity = g_ems_config.intensity; // 直接使用设定强度
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||
}
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// 初始化硬件配置（只执行一次）
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wavegen_driverA_sine_test(WAVE_GEN_DRVA_BLK0, g_current_intensity);
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}
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// 电刺激参数配置
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void EMS_Configure(EMS_Config_TypeDef *config)
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{
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if (config != NULL)
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{
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||
g_ems_config = *config;
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||
}
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||
}
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// 启动电刺激
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void EMS_Start(void)
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{
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wavegen_Start();
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}
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// 停止电刺激
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void EMS_Stop(void)
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||
{
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||
g_ems_running = 0;
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||
g_current_intensity = 0; // 重置强度
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||
g_ramp_phase = 0; // 重置渐进阶段
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||
g_wave_counter = 0; // 重置方波计数器
|
||
g_ramp_step_counter = 0; // 重置步进计数器
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||
wavegen_Stop(WAVE_GEN_DRVA_BLK0);
|
||
}
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||
// 更新电刺激强度
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void EMS_UpdateIntensity(uint16_t intensity)
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||
{
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||
g_ems_config.intensity = intensity;
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||
}
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// 缓进缓出处理函数（在电刺激处理中调用）
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void EMS_Process_Ramp(void)
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||
{
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||
if(ems_state)
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||
{
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||
time_count++;
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||
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
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||
}
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|
||
// 计算每个强度步进需要的毫秒数
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||
uint32_t ramp_up_ms = g_ems_config.ramp_up_time * 1000;
|
||
uint32_t hold_ms = g_ems_config.hold_time * 1000;
|
||
uint32_t ramp_down_ms = g_ems_config.ramp_down_time * 1000;
|
||
|
||
switch (g_ramp_phase)
|
||
{
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||
case 0: // 缓进阶段
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||
{
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||
|
||
if ( time_count <= g_ems_config.ramp_up_time*1000 )
|
||
{
|
||
// 计算当前应该达到的强度
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||
uint16_t target_intensity = (time_count * g_ems_config.intensity) / ramp_up_ms;
|
||
if (target_intensity > g_ems_config.intensity) {
|
||
target_intensity = g_ems_config.intensity;
|
||
}
|
||
g_current_intensity = target_intensity;
|
||
}
|
||
else
|
||
{
|
||
// 缓进完成，进入保持阶段
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||
g_ramp_phase = 1;
|
||
g_current_intensity = g_ems_config.intensity; // 确保达到最大强度
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||
}
|
||
break;
|
||
}
|
||
|
||
case 1: // 保持阶段
|
||
{
|
||
if(time_count <= (ramp_up_ms + hold_ms))
|
||
{
|
||
g_current_intensity = g_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
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||
uint32_t ramp_down_start = ramp_up_ms + hold_ms;
|
||
uint32_t ramp_down_elapsed = time_count - ramp_down_start;
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||
|
||
// 计算当前应该达到的强度（从最大值递减到0）
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||
uint16_t target_intensity = g_ems_config.intensity -
|
||
(ramp_down_elapsed * g_ems_config.intensity) / ramp_down_ms;
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||
|
||
if (target_intensity > g_ems_config.intensity) {
|
||
target_intensity = 0;
|
||
}
|
||
g_current_intensity = target_intensity;
|
||
}
|
||
else
|
||
{
|
||
// 缓出完成，停止电刺激
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||
g_current_intensity = 0;
|
||
g_ramp_phase = 0; // 重置为缓进阶段，准备下一轮
|
||
}
|
||
break;
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 更新波形强度（不重新配置硬件）
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||
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++)
|
||
{
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||
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);
|
||
}
|
||
}
|