STM8控制的带LED指示灯的继电器音量(2楼附代码)

丰年好大雪

先把图Po出来，咱不搞那神神秘秘的事情，把这玩意的原理和代码都告诉你。

·控制核心单片机为STM8S003或STM8S103，用这两个芯片，因为都是TSSOP20脚小芯片，节能，节省空间，还非常便宜。其他STM8系列也可以用，比如引脚更多的STM8S15系列，或者低能耗的STM8L系列，必须注意STM8L的部分寄存器配置和STM8S不同。
·STM8编程器使用淘宝的山寨STLINK V2，非常便宜。
·继电器使用国产宏发HFD4/5的银触点款，宏发用了15年，好着呢！
·控制外部LED和继电器均使用双片德仪的TCA9534，地址配置一个是0，一个是1。这个芯片的单脚吸收电流都是20ma级的，控制个继电器、LED只当玩一般，其实STM8也有此能力。
·图中略去总供电5V（其实可以直接用3.3V）的整流稳压电路，太简单，不浪费时间了。继电器控制电压可以共线使用5V（宏发HFD继电器有5V线圈款），也可以使用12V或24V外部供电，自己决定。
·继电器引脚必须加反向泄放二极管！电磁铁线圈在断开的瞬间会激励出一个强烈的反压，虽然STM8和TCA9534均有引脚保护二极管，但这个反压对整体供电的副作用不能轻视，可能会打坏其他芯片。
·小电容器以及所有的电阻均使用0603封装，除了R2R Ladder的音量衰减电阻使用1%外，均使用5%精度。R2R Ladder的计算方法随着Bit数变化而变化，每步长衰减分贝数可以由自己计算决定。大电容可以使用贴片1206大容量电容，因为便宜。
·网上有免费的继电器电阻计算工具：http://www.eijndhoven.net/jos/attenuator-calculator/index.html
·LED也使用0603封装，注意一点是LED的电流和压降，随着色彩不同而变化，一般红色、黄色为低压降小电流，白色、蓝色为高压降，图中给出的恒流源为8bit绿色LED的电流值，如使用其他色彩请自行计算（其实这个图也能点亮蓝色LED，就是不够亮）。
·图纸我是使用嘉立创制作，因此没有源文件（不兼容其他软件），如果你有心一起玩这个东西，那就从头开始画图，这样能更好的理解。





如有错误或不明白的请及时指出。

丰年好大雪

代码我使用了对新手最为友好的官方驱动库编程模式，虽然相比IAR等第三方工具，ST意法的官方开发环境STVP还是显得有点不好用，但制作这么简单的程序，仍然是绰绰有余。我尽量加了尽可能详细的注释以便于理解。

/* MAIN.C file
*
* Copyright (c) 2002-2005 STMicroelectronics
*/

#include <stm8s.h>
#include <stm8s_gpio.h>
#include <stm8s_i2c.h>
#include <stm8s_conf.h>
#include <stm8s_clk.h>
#include <stm8s_exti.h>
#include <lib_rotary.h>

//以上引用的库文件，从stm8s.h到exti.h均为意法的官方驱动库"STM8S_StdPeriph_Lib"，最后一个lib_rotary.h为驱动旋转编码器自制库
//未来如果需要用SPI端口驱动屏幕等，还需要加入spi官方库，以及为点阵屏、液晶屏专门用的其他驱动，到时候再说

u8 TCA9554_ADDR = 0x40;    //注：我最早使用的是TCA9554，和TCA9534能混用，此片为驱动LED用
u8 TCA9554_ADDR1 = 0x42;  //注：此片驱动继电器用
u8 VALUE_1;
u8 Switch_3 = 0;  //注：旋转编码器按压静音功能未做出来，我单独使用一个引脚控制额外的继电器断开输出，电路图中并未体现，因此未加入，有兴趣的朋友可以找例程研究
u8 Temp;     //Temp为温度计式字符串式LED的真值
bool LED_Status = TRUE;

/*下方为旋转编码器声明部分*/
#define PIN_MASK (4 | 5)        //做一下位或，选择GPIO_D的4、5脚
#define IDR GPIO_ReadInputData(GPIOD)   //为方便，我将所有输入引脚均连接至GPIO的D组

static char val_cur;        //当前旋转编码器位置
static char val_max;    //最高步长
static char Direction;   //方向向量
static char pins_last;   //最后位置暂存
static char roll_up, roll_down; //向左/向右判断变量
//结束

void delay_1ms(void)  //1ms延时函数，以16M高速时钟为参考
{
u8 t=108;
while(--t);
}

void delay_ms(u16 ms)  // ms延时函数，以16M高速时钟为参考
{
while(--ms)
{
   delay_1ms();
}
}

void SYS_Init(void)  //系统初始化函数，无返回
{
        CLK_HSICmd(ENABLE);   //使能STM8内置16M高速时钟
        CLK_HSIPrescalerConfig(CLK_PRESCALER_HSIDIV2);    //高速时钟配置，除2
        //CLK_LSICmd(ENABLE);    //使能STM8内置低速400Khz时钟，害怕窜入干扰可以开启这个，同时注释掉上边两行，但注意总时钟变慢后，延时函数将边长，必须重新计算delay函数!
       
        CLK_PeripheralClockConfig(CLK_PERIPHERAL_I2C, ENABLE);  //使能I2C端口分频后的时钟

        GPIO_Init(GPIOA, GPIO_PIN_3, GPIO_MODE_IN_PU_IT);  //PD3上拉输入带中断，给EC11按下使能静音用，本程序无体现
        GPIO_Init(GPIOD, GPIO_PIN_4, GPIO_MODE_IN_PU_NO_IT);
        GPIO_Init(GPIOD, GPIO_PIN_5, GPIO_MODE_IN_PU_NO_IT);  //PD4、5脚上拉输入，无中断

        EXTI_SetExtIntSensitivity(EXTI_PORT_GPIOD, EXTI_SENSITIVITY_FALL_ONLY);  //中断设置，仅下降沿触发

        I2C_DeInit();   //I2C端口标准初始化
        I2C_Init(200000, 0x1D, I2C_DUTYCYCLE_2, I2C_ACK_CURR, I2C_ADDMODE_7BIT, 16);  //I2C端口设置，32位速度200k可以上400k酌情修改，占空比1:1，应答当前，7位地址模式，16M输入时钟
        I2C_Cmd(ENABLE);  //I2C使能
}

void I2C_Write(u8 CS,u8 Addr,u8 Data)  //I2C写函数，带三个输入参数，分别为目标芯片地址、寄存器地址、数据
{
       
        while(I2C_GetFlagStatus(I2C_FLAG_BUSBUSY));  //判断总线忙
       
        /* 1.开始 */
        I2C_GenerateSTART(ENABLE);
        while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));   //主模式
       
        /* 2.设备地址/写 */
        I2C_Send7bitAddress(CS,I2C_DIRECTION_TX);   //写目标芯片TCA9554_ADDR的7位地址
        while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED));  //判断主模式

        /* 3.数据地址 */
        I2C_SendData(Addr);
        while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));  //判断写动作完毕

        /* 4.写一字节数据 */
        I2C_SendData(Data);
        while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));  //判断写动作完毕
        /* 5.停止 */
        I2C_GenerateSTOP(ENABLE);
}

/******************************************************************************
*  以下为旋转编码器设置
*  
*  输入参数: 步长和总步长
******************************************************************************/

void alps_init(char steps, char option)  //旋转编码器初始化
{
        val_cur = 0;
        val_max = steps;
        Direction = 0;
        pins_last = IDR & PIN_MASK;         //将输入脚初始化并记录;

        // EC11编码器总步长设定
        roll_up = steps - 1;        //当达到最大值不再增加
        roll_down = 1;                //当达到最小值保持0
        if (option == ALPS_ROLLOVER)
        {
                roll_up = 0;
                roll_down = steps;
        }
}

/******************************************************************************
*  获得编码器当前位置 (需要前面的设置)
*****************************************************************************/

char alps_value(void)
{
        return val_cur;
}

/******************************************************************************
*  轮询引脚
******************************************************************************/

void alps_poll(void)
{
        char        pins_cur;
        char        diff;

        pins_cur = IDR & PIN_MASK;
        if ((pins_cur == 0) ||        (pins_cur == PIN_MASK))  // 判断是否全低
        {
                if (pins_cur == pins_last)   
                return;
                pins_last = pins_cur;       //如果等同上一次的值就返回（无动作）
               
                if (Direction)    //判断旋转事件
                        {
                        val_cur++;     //当前值变量加一
                        if (val_cur == val_max)   //如已达到最大值
                        val_cur = roll_up;      
                        return;
                        }
               
                if (val_cur == 0)    //判断第二种旋转事件
                val_cur = roll_down;   //如为负
                val_cur--;    //当前值减一
                return;
        }
        diff = pins_cur ^ pins_last;
        Direction = 0;                //则向左旋转
        if (diff == 4)                //如果同时另外一脚为高
            Direction = 1;        //向右旋转
}


/********************************************************************************
*迅速滚动开机自检LED
********************************************************************************/
void LED_Rolls(void)
{
        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x03,0x00);
        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x01,0x00);
        delay_ms(1000);
        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x01,0xFF);
        delay_ms(1000);
        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x01,0x00);
        delay_ms(1000);
        return;
}


main()   //主函数
{

        SYS_Init();
        LED_Rolls();
        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x03,0x00);
        I2C_Write(TCA9554_ADDR1,0x03,0x00);  //此两行为先设定TCA9554/9534的方向寄存器，开漏输出
        alps_init(63,63); //设定编码器步长，这里需要根据继电器数量自行决定，这里假设是6bit
        LED_Status = TRUE;
       
        //二进制音量设置，进入死循环轮询模式
        while(1)
        {
                delay_ms(100);  //轮询时间间断
                alps_poll();
                alps_value();
                VALUE_1 = ~val_cur;
                VALUE_1--;
               
                I2C_Write(TCA9554_ADDR1,0x01,VALUE_1);  //先把继电器都给跳喽
                delay_ms(10);   //没啥用，就是延时一下

                switch(VALUE_1)  //将真值变量送入switch语句转换成LED字符显示，我这里用了笨办法预设值查表，没有用更高级的枚举类型加指针，就是为了让初学者能看明白
                {
                        //假设使用8个led指示，每三个步长一跳变，自己酌情增减
                        case 0xFE:
                        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x01,0b11111110);break;
                        case 0xFC:
                        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x01,0b11111110);break;
                        case 0xFA:
                        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x01,0b11111110);break;
                        case 0xF8:
                        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x01,0b11111100);break;
                        case 0xF6:
                        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x01,0b11111100);break;
                        case 0xF4:
                        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x01,0b11111100);break;
                        case 0xF2:
                        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x01,0b11111000);break;
                        case 0xF0:
                        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x01,0b11111000);break;
                        case 0xEE:
                        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x01,0b11111000);break;
                        case 0xEC:
                        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x01,0b11110000);break;
                        case 0xEA:
                        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x01,0b11110000);break;
                        case 0xE8:
                        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x01,0b11110000);break;
                        case 0xE6:
                        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x01,0b11100000);break;
                        case 0xE4:
                        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x01,0b11100000);break;
                        case 0xE2:
                        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x01,0b11100000);break;
                        case 0xE0:
                        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x01,0b11000000);break;
                        case 0xDE:
                        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x01,0b11000000);break;
                        case 0xDC:
                        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x01,0b11000000);break;
                        case 0xDA:
                        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x01,0b10000000);break;
                        case 0xD8:
                        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x01,0b10000000);break;
                        case 0xD6:
                        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x01,0b10000000);break;
                        case 0xD4:
                        I2C_Write(TCA9554_ADDR,0x01,0b00000000);break;
                        //真开漏模式必须输入反码，必须注意
                }
        }
}

#ifdef USE_FULL_ASSERT   //STM8主函数后边要加上这玩意避免无法编译

/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *  where the assert_param error has occurred.
  * @param file: pointer to the source file name
  * @param line: assert_param error line source number
  * @retval : None
  */  
void assert_failed(u8* file, u32 line)  
{  
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf(“Wrong parameters value: file %s on line %drn”, file, line) */  
  /* Infinite loop */  
  while (1)  
  {  
  }  
}  
#endif  

/******************************************************************
*全部结束
******************************************************************/

//彩蛋，我懒得删除的中断部分，使用一个引脚外接按钮，设定为上拉作为中断输入，可以用来控制第三片9534来做输入信号选择，按一下变换一次，有兴趣可以研究研究怎么用
//以下部分可以放在主函数后边

// 3选1开关
@far @interrupt void EXTI1_IRQHandler(void)
{
        disableInterrupts(); //讨厌的STM8，响应中断必须先关中断，再观察输入寄存器
        switch(Switch_3)
                {
                        case 0x00:
                        Switch_3 ++;
                        I2C_Write(TCA9554_2,0x01,0b11111110);
                        break;
                        case 0x01:
                        Switch_3 ++;
                        I2C_Write(TCA9554_2,0x01,0b11111101);
                        break;
                        case 0x02:
                        I2C_Write(TCA9554_2,0x01,0b11111011);
                        Switch_3 = 0x00;
                        break;
                }
                delay_ms(1000);
        enableInterrupts();
}


//第二彩蛋，没有放进去的EC11按下静音功能
@far @interrupt void EXTI1_IRQHandler(void)
{
        disableInterrupts();
        if(LED_Status == TRUE)
        {
                I2C_Write(TCA9554_2,0x01,0b01111111);
        }
        else
        {
                I2C_Write(TCA9554_2,0x01,0b11111111);
        }
        LED_Status = ~LED_Status;
        delay_ms(500);
        enableInterrupts();
}




/*****
*lib_rotary.h头文件
*****/

void alps_init(char steps, char option);

#define ALPS_LIMITS   1               
#define ALPS_ROLLOVER 2               

/*
*  当前值
*/
char alps_value(void);

/*
*  轮询时间
*/
void alps_poll(void);


//彩蛋3，如果要用中断，可以改写主程序和下列中断向量表：

/*        BASIC INTERRUPT VECTOR TABLE FOR STM8 devices
*        Copyright (c) 2007 STMicroelectronics
*/

typedef void @far (*interrupt_handler_t)(void);

struct interrupt_vector {
        unsigned char interrupt_instruction;
        interrupt_handler_t interrupt_handler;
};

@far @interrupt void NonHandledInterrupt (void)
{
        /* in order to detect unexpected events during development,
           it is recommended to set a breakpoint on the following instruction
        */
        return;
}

extern void _stext();     /* startup routine */

//extern @far @interrupt void EXTI1_IRQHandler (void); //**Interrupt of PD

struct interrupt_vector const _vectab[] = {
        {0x82, (interrupt_handler_t)_stext}, /* reset */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* trap  */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq0  */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq1  */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq2  */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq3  */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq4  */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq5  */
        //{0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq6  */
        {0x82, (interrupt_handler_t)EXTI1_IRQHandler}, /* 中断irq6 */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq7  */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq8  */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq9  */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq10 */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq11 */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq12 */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq13 */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq14 */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq15 */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq16 */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq17 */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq18 */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq19 */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq20 */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq21 */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq22 */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq23 */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq24 */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq25 */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq26 */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq27 */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq28 */
        {0x82, NonHandledInterrupt}, /* irq29 */
};

//结束，累死我了

风起云涌

虽然看不懂，但是开源必须支持

y1974

谢谢楼主的分享！不知道与使用pga2310效果有什么大的区别？似乎使用IC的要简单点。

uikyhuang

支持楼主，stm片不熟，脚太细，还是喜欢51多点，脚宽，便宜。

TIMTOM

谢谢楼主，想学习一下，可能学不会

huxinhui1818

虽然看不懂，但好贴必须要赞，学习了。

aier

开源必须支持

丰年好大雪

y1974 发表于 2022-9-24 21:02
谢谢楼主的分享！不知道与使用pga2310效果有什么大的区别？似乎使用IC的要简单点。

2310有一个比较挠头的问题，就是控制脚地线和模拟信号地线没有分开。

当然控制2310的数字地离模拟地分割开，星状入电源地是较好的，不过这么走线难度颇大。或者单片机设置为中断触发活跃关机，在没有动旋钮的时候关机停晶振，也是没什么干扰的，但似乎软件开发难度更大了（好多单片机活跃关机下触发开机可靠性不行，比如STC）。

hm1980

不知是几级音量的？几个继电器？

fwi297

感谢楼主无私分享！

t-hifi

谢谢楼主的分享！有空试试

timtombj

授人以渔，厉害

konrad

你不是说放弃STM8了

freefreemen

这个继电器切换的时候有没有噪声的呀。再说现在流行MODBUS的呀。

椰风

谢谢楼主的分享！

yaofei

这种帖子要支持。

mchoi518

感谢大师无私分享~

我正好要写继电器音调代码，就看到您这个神贴了~

有个小疑问，您那个继电器音调电路图，我是真没看懂！！！

我也想用6~8个继电器搞双声道，但继电器一侧只有3个脚，怎么画都画不出来~ 只能是一个声道用6~8个继电器，如下图，，

另外您那个计算阻值的链接失效，有新的吗？

丰年好大雪

mchoi518 发表于 2024-1-4 16:09
感谢大师无私分享~

我正好要写继电器音调代码，就看到您这个神贴了~  

https://www.vaneijndhoven.net/jo ... lculator/index.html
这个
另外注意一点，他的图示逻辑设计是反相的，即开机后不上电为衰减器直通最大音量，继电器上电才衰减，要注意一下设计逻辑。