MSP430 音乐播放器无法产生高于特定频率的音符

Question

我正在尝试完成一项任务，要求我使用 MSP430 微处理器和 Launchpad 套件制作音乐播放器。我让播放器完全正常工作，但出于某种原因，当我尝试在某个音符以上播放时，它会输出快速点击而不是音调。

我知道扬声器可以发出更高的音调，所以我相当确定这是我的软件问题，可能会产生某种数学错误。这是我的代码（至少是处理注释的部分）：

asm(" .length 10000");
asm(" .width 132");

#include "msp430g2553.h"
//-----------------------
// define the bit mask (within P1) corresponding to output TA0
#define TA0_BIT 0x02
// define the port and location for the button (this is the built in button)
// specific bit for the button
#define BUTTON_BIT 0x04

#define PLUS_BUTTON 0x08  //Defines the "GO FASTER" button to P1.3
#define MINUS_BUTTON 0x10 //Defines the "SLOW DOWN" button to P1.4
#define SHIFT 0x20
//----------------------------------
// Some global variables (mainly to look at in the debugger)
volatile unsigned halfPeriod; // half period count for the timer
volatile unsigned long intcount=0; // number of times the interrupt has occurred
volatile unsigned soundOn=0; // state of sound: 0 or OUTMOD_4 (0x0080)
volatile int noteCount = 0;
volatile int noteLength = 0;
volatile int deltaHP=1; // step in half period per half period
volatile unsigned int plus_on;
volatile unsigned int minus_on;
volatile double speed = 1;
volatile int shiftkey = 0;

static const int noteArray[] =   {800, 1000, 900, 800}; //THESE ARE THE NOTES
static const int noteLengths[] = {200,  500,  500, 500}; 

void init_timer(void); // routine to setup the timer
void init_button(void); // routine to setup the button
// ++++++++++++++++++++++++++
void main(){
    WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // Stop watchdog timer
    BCSCTL1 = CALBC1_1MHZ; // 1Mhz calibration for clock
    DCOCTL = CALDCO_1MHZ;
    //halfPeriod=noteArray[0]; // initial half-period at lowest frequency
    init_timer(); // initialize timer
    init_button(); // initialize the button
    _bis_SR_register(GIE+LPM0_bits);// enable general interrupts and power down CPU
}
// +++++++++++++++++++++++++++
// Sound Production System
void init_timer(){ // initialization and start of timer
    TA0CTL |=TACLR; // reset clock
    TA0CTL =TASSEL1+ID_0+MC_2; // clock source = SMCLK, clock divider=1, continuous mode,
    TA0CCTL0=soundOn+CCIE; // compare mode, outmod=sound, interrupt CCR1 on
    TA0CCR0 = TAR+noteArray[0]; // time for first alarm
    P1SEL|=TA0_BIT; // connect timer output to pin
    P1DIR|=TA0_BIT;
}
// +++++++++++++++++++++++++++
void interrupt sound_handler(){
    TACCR0 += (noteArray[noteCount]); // advance 'alarm' time
    if (soundOn){ // change half period if the sound is playing
        noteLength++;
        if (noteLength >= (speed* noteLengths[noteCount])) {
            noteLength=0;
            noteCount++;
            if (noteCount == sizeof(noteArray)/sizeof(int)) {
                //halfPeriod += deltaHP;
                noteCount = 0;
                //deltaHP=-deltaHP;
            }
        }
    }
    TA0CCTL0 = CCIE + soundOn; //  update control register with current soundOn
    ++intcount; // advance debug counter
}
ISR_VECTOR(sound_handler,".int09") // declare interrupt vector

目前我只有 4 个随机音符，其中有 4 个随机长度来证明错误。奇怪的咔嗒声发生在音符值 800 和 900 之间的某个地方。我是否只是在我的代码中遗漏了一些会在小于 8xx 的数字时产生错误的东西？我没有看到任何除法错误或类似错误的地方，但我可能是错的。谢谢。

另外：我应该注意到，当错误发生时，点击持续了很长时间，比该音符的相应长度长得多，但它不是永久性的。最终，播放器移动到下一个音符并正常播放，只要它大于 900 左右。

Answer 1

如果中断处理程序执行得不够快，下一个事件 (TACCR0 += noteArray[...]) 的设置将来得太迟，即在定时器值已经达到之后。所以下一个定时器中断不会在 800 个滴答后触发，而是在 2¹⁶+800 个滴答后触发。

您可以尝试优化中断处理函数。特别是，浮点仿真可能需要数百个周期；删除 speed.

但是，不要在软件中切换输出，您应该利用硬件功能，并使用 PWM 功能生成波形：运行定时器处于 Up 模式，并使用 set/reset 第二个 CCR 的输出模式（请参阅用户指南的第 12.2.5.2 节）。（这意味着你只需要定时器中断到 start/stop 音符，所以为了适应 2¹⁶ 限制，你可能想使用基于更慢时钟的第二个定时器.)

MSP430 音乐播放器无法产生高于特定频率的音符

MSP430 Music Player Can't Produce Note Higher than Certain Frequency

real-time

frequency

msp430

interrupt-handling

launchpad