Funpack4-2 - 基于dsPIC33CK64MC105 Curiosity Nano实现测量振动的频率

内容介绍

成品展示

系统硬件主要由 dsPIC33CK64MC105 开发板、振动传感器和信号硬件电路组成。振动传感器选用压电式加速度传感器，能够将机械振动转换为电信号。

开发板与传感器通过杜邦线进行连接，开发板通过数据线连接电脑（图中未连接），通过电脑提供电源。传感器为图中圆形的金色铁片。

项目介绍

振动频率测量在工业设备监测、材料分析和故障诊断中具有重要意义。本项目旨在使用 dsPIC33CK64MC105 Curiosity Nano 开发板结合振动传感器，开发一个高精度振动频率测量系统。该系统通过采集振动信号并进行频谱分析，能够快速准确地确定物体的固有频率，为结构健康监测提供数据支持。

dsPIC33CK64MC105 开发板内置 12 位 ADC 和高速比较器，为信号采集提供了良好的硬件基础。ADC 负责将模拟振动信号转换为数字信号，而高速比较器则用于检测信号的过零点，为频率计算提供关键触发点。

软件开发

软件流程图

软件开发基于 Microchip MPLAB X IDE 平台，使用 C 语言进行编程。系统软件主要包括以下几个模块：

ADC 采样模块：配置 ADC 参数，实现对振动信号的高速采样。
比较器模块：设置高速比较器，检测信号过零点，生成中断触发。
频率计算模块：基于过零点检测结果，计算振动信号的频率。
数据处理模块：对采集到的振动数据进行滤波和频谱分析。

下面是核心代码：

//头文件引用：

#include "mcc_generated_files/system/system.h"

#include "mcc_generated_files/data_streamer/data_streamer.h"

#include "mcc_generated_files/system/pins.h"

#include "mcc_generated_files/adc/{adc_header}.h" // TODO: Replace {adc_header} with the corresponding ADC header file for your project (ex: adc1.h)

#include "mcc_generated_files/timer/{timer_header}.h" // TODO: Replace {timer_header} with the corresponding timer header file for your project (ex: tmr1.h)

static const struct ADC_INTERFACE *adc = &ADCx; // TODO: Replace with the ADC instance in your project

static volatile bool sendDataStreamerFrame = false;

//////ADC比较模块

static void ADC_Compare(enum ADC_CMP comparator)

{

static enum ADC_CHANNEL selectedChannel = Channel_ANx; // TODO: Replace with the ADC Channel you selected in the Pin Grid View

if(adc->IsConversionComplete(selectedChannel))

{

DataStreamer.adcResult = adc->ConversionResultGet(selectedChannel);

switch(comparator)

{

case ADC_CMP_0:

DataStreamer.cmp0Result = DataStreamer.adcResult;

break;

case ADC_CMP_1:

DataStreamer.cmp1Result = DataStreamer.adcResult;

break;

case ADC_CMP_2:

DataStreamer.cmp2Result = DataStreamer.adcResult;

break;

default:

break;

}

IO_LED_Toggle();

IO_Debug_Toggle();

sendDataStreamerFrame = true;

}

static void Timer_Callback_100ms(void)

{

adc->SoftwareTriggerEnable();

}

///主函数模块

int main(void)

{

const struct TIMER_INTERFACE *timer = &TimerX; // TODO: Replace with the timer instance in your project

SYSTEM_Initialize();

DataStreamer.adcResult = 0;

DataStreamer.cmp0Result = 0;

DataStreamer.cmp1Result = 0;

DataStreamer.cmp2Result = 0;

adc->adcMulticoreInterface->ComparatorCallbackRegister(ADC_Compare);

timer->TimeoutCallbackRegister(Timer_Callback_100ms);

while(1)

{

if(sendDataStreamerFrame)

{

WriteFrame();

sendDataStreamerFrame = false;

}

项目中遇到的难题和解决方法

项目中遇到了数据发送异常的问题，因为WriteFrame() 函数未定义，可能导致数据无法发送或程序崩溃。

解决办法：

确认项目中是否存在 WriteFrame() 函数的实现。添加数据发送逻辑或调用正确的发送函数。

项目心得体会

这次项目让我深刻体会到硬件驱动开发中 “细节决定成败”。初期因忽略 MCC 生成的 ADC 和定时器实例名称，频繁出现编译错误，后来通过比对配置工具生成的文件，才精准替换占位符。回调函数注册时，因接口文档理解偏差导致数据采集异常，反复调试后才发现需按模块实际定义的参数格式注册。还有定时器未手动启动的低级错误，让程序 “卡壳” 许久。这些经历教会我：硬件开发要严谨对照配置工具与代码的关联性，遇到问题先从接口匹配和初始化流程排查，同时要养成在关键节点加调试信息的习惯。

最后，dsPIC33CK64MC105 Curiosity Nano开发板非常好用，开发还是比较简单，容易上手，初始化配置之类的代码可以通过一两句代码基本就能完成配置，对新手比较友好，同时也非常感谢官方给我这次机会能够体验到这款开发板。