jh.chun/VesiScan-Basic-firmware-test
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310ca152cff8f09e4d97db79eae773189de514e8
VesiScan-Basic-firmware-test/project/ble_peripheral/dr_piezo/dr_piezo.c
jhChun 310ca152cf 타이밍 최적화 
- 온도 측정, Piezo 측정 사이 딜레이 줄이기
- Piezo 한 채널에서 평균화를 위한 반복 측정 사이 딜레이 줄이기

Co-Authored-By: Claude Sonnet 4.6 <noreply@anthropic.com>
2026-03-20 10:43:59 +09:00

1619 lines
60 KiB
C
Raw Blame History

/*******************************************************************************
* @file dr_piezo.c
* @brief Piezo Transducer Driver (2MHz Signal Generator)
* @author Charles KWON
* @date 2025-12-09
*
* @details Uses Timer2 + GPIOTE + PPI for CPU-free 2MHz waveform generation
*
* Timing Diagram (???):
*
* |<----------- PE HIGH ----------->|
* PE ___/?????????????????????????????????\___
* P_OUT ___/?\_/?\_/?\_/?\_/?\________________\___
* N_OUT ___\_/?\_/?\_/?\_/?\_/________________\___
* DMP _________________________/?????\_________
* |<-- 3~5 cycles -->| |<DMP>|
*
* P_OUT? N_OUT? ?? ?? ?? (???)
*
* 2MHz = 500ns period = 250ns half-period
* Timer @ 16MHz: 1 tick = 62.5ns
* Half-period = 250ns = 4 ticks
* Full-period = 500ns = 8 ticks
******************************************************************************/
/*******************************************************************************
* [한국어 설명] 피에조 초음파 트랜스듀서 드라이버
*
* === 개요 ===
* 방광 측정용 2MHz 초음파 송신 신호를 생성하는 드라이버.
* nRF52840의 하드웨어 주변장치(Timer2 + GPIOTE + PPI)를 활용하여
* CPU 개입 없이 정밀한 2MHz 파형을 자동으로 생성한다.
*
* === 초음파 TX 시퀀스 ===
* 1단계: PE(Pulse Enable) = HIGH -> MOSFET 드라이버 활성화
* 2단계: P_OUT/N_OUT 교번 펄스 생성 (2MHz, 3~7 사이클)
* - P_OUT과 N_OUT은 역상(반대 위상)으로 동작
* - 피에조 소자 양단에 +/-20V 교번 전압 인가
* 3단계: DMP(Dump) = HIGH -> 펄스 완료 후 피에조에 남은 잔류 에너지 방전
* 4단계: DMP = LOW -> 방전 완료
* 5단계: PE = LOW -> MOSFET 드라이버 비활성화, 유휴 상태 복귀
*
* === 하드웨어 아키텍처 ===
* [Timer2] --- CC[0](반주기=4틱) ---> [PPI CH8,9] ---> [GPIOTE CH4,5] -> P_OUT/N_OUT 토글
* |-- CC[1](전체주기=8틱) --> [PPI CH10,11] --> [GPIOTE CH4,5] -> P_OUT/N_OUT 토글
* |-- CC[2](전체주기=8틱) --> 타이머 자동 클리어 + 인터럽트(잔여 사이클 카운트)
*
* - Timer2: 16MHz 클럭, 16비트 모드
* - CC[0] = 4틱(250ns) -> 반주기 시점에서 P_OUT/N_OUT 토글
* - CC[1] = 8틱(500ns) -> 전체주기 시점에서 P_OUT/N_OUT 토글
* - CC[2] = 8틱(500ns) -> 인터럽트 발생 + 타이머 자동 클리어(SHORT)
*
* - GPIOTE CH4: P_OUT 핀 토글 모드
* - GPIOTE CH5: N_OUT 핀 토글 모드
*
* - PPI CH8: CC[0] 이벤트 -> P_OUT 토글 태스크
* - PPI CH9: CC[0] 이벤트 -> N_OUT 토글 태스크
* - PPI CH10: CC[1] 이벤트 -> P_OUT 토글 태스크
* - PPI CH11: CC[1] 이벤트 -> N_OUT 토글 태스크
*
* === 전원 ===
* DR_PIEZO_PWR_EN(P1.9) -> DC/DC 컨버터 활성화 -> +/-20V 고전압 생성
*
* === 소프트웨어 버스트 모드 (dr_piezo_burst_sw 계열) ===
* Timer/PPI 대신 CPU에서 직접 GPIO를 제어하는 방식.
* 인터럽트를 비활성화(__disable_irq)하고 NOP 명령어로 정밀 타이밍 생성.
* 포트 레지스터(NRF_P1->OUT)에 직접 접근하여 여러 핀을 동시에 제어.
* 주파수별(1.7/1.8/1.9/2.0/2.1/2.2 MHz) NOP 개수가 다름.
*
* NOP 타이밍 계산법:
* CPU 클럭 64MHz -> 1 NOP = 15.625ns
* 목표 반주기(ns) = 1,000,000 / (목표주파수MHz * 2)
* 필요 NOP 수 = (목표 반주기 - 레지스터 쓰기 시간(~30ns)) / 15.625
* 루프 오버헤드(~47ns = 3 NOP)는 두 번째 반주기에서 차감
******************************************************************************/
/* 헤더 포함 */
#include "dr_piezo.h"
#include "nrf_gpio.h" /* GPIO 제어 (핀 설정, 출력) */
#include "nrf_timer.h" /* 타이머 주변장치 제어 */
#include "nrf_gpiote.h" /* GPIOTE (GPIO Tasks and Events) 제어 */
#include "nrf_ppi.h" /* PPI (Programmable Peripheral Interconnect) 제어 */
#include "nrf_delay.h" /* 지연(딜레이) 함수 */
#include "power_control.h" /* 전원 관리 */
#include "app_util_platform.h" /* 인터럽트 우선순위 등 플랫폼 유틸리티 */
/* 조건부 디버그 출력: FEATURE_PRINTF 정의 시 SEGGER RTT로 출력 */
#ifdef FEATURE_PRINTF
#include "debug_print.h"
#else
#define DBG_PRINTF(...)
#endif
/*==============================================================================
* 하드웨어 리소스 할당
* - Timer2: 2MHz 파형 생성의 시간 기준 (16MHz 클럭)
* - GPIOTE CH4/5: P_OUT/N_OUT 핀의 하드웨어 토글
* - PPI CH8~11: 타이머 비교 이벤트 -> GPIOTE 토글 태스크 자동 연결
*============================================================================*/
#define PIEZO_TIMER NRF_TIMER2 /* 사용할 타이머 인스턴스 */
#define PIEZO_TIMER_IRQn TIMER2_IRQn /* 타이머2 인터럽트 번호 */
#define PIEZO_TIMER_IRQ_PRIORITY 6 /* 인터럽트 우선순위 (6 = 중간) */
/* GPIOTE 채널 할당 - 핀 토글 제어용 */
#define GPIOTE_CH_P_OUT 4 /* P_OUT(양극 출력) 토글용 GPIOTE 채널 */
#define GPIOTE_CH_N_OUT 5 /* N_OUT(음극 출력) 토글용 GPIOTE 채널 */
/* PPI 채널 할당 - 타이머 이벤트 -> GPIOTE 태스크 연결 */
#define PPI_CH_P_OUT_TOGGLE_0 8 /* CC[0](반주기) -> P_OUT 토글 */
#define PPI_CH_N_OUT_TOGGLE_0 9 /* CC[0](반주기) -> N_OUT 토글 */
#define PPI_CH_P_OUT_TOGGLE_1 10 /* CC[1](전체주기) -> P_OUT 토글 */
#define PPI_CH_N_OUT_TOGGLE_1 11 /* CC[1](전체주기) -> N_OUT 토글 */
/*==============================================================================
* 타이밍 상수
* Timer2 클럭: 16MHz -> 1틱 = 62.5ns
* 2MHz 신호: 주기 500ns(8틱), 반주기 250ns(4틱)
*============================================================================*/
#define TIMER_FREQ_MHZ 16 /* 타이머 클럭 주파수 (MHz) */
#define TICK_NS (1000 / TIMER_FREQ_MHZ) /* 1틱 = 62.5ns */
/* 2MHz 기준 타이밍: 주기 = 500ns, 반주기 = 250ns */
#define PERIOD_TICKS_2MHZ 8 /* 전체 주기: 500ns / 62.5ns = 8틱 */
#define HALF_PERIOD_TICKS 4 /* 반주기: 250ns / 62.5ns = 4틱 */
/*==============================================================================
* 피에조 동작 주파수 설정
*============================================================================*/
/*
* 목표 피에조 주파수: 2.1 MHz (하드웨어 버스트 모드용)
*
* 소프트웨어 버스트 모드의 타이밍은 각 주파수별 함수에 NOP 개수로 하드코딩됨.
* 안정적인 파형 생성을 위해 컴파일 타임에 고정.
*
* NOP 기반 타이밍 계산 (CPU 64MHz, 1 NOP = 15.625ns):
* 1.7 MHz: 반주기 294ns -> 첫 반주기 18 NOP, 둘째 반주기 10 NOP + 루프 오버헤드
* 1.8 MHz: 반주기 278ns -> 첫 반주기 17 NOP, 둘째 반주기 11 NOP + 루프 오버헤드
* 1.9 MHz: 반주기 263ns -> 첫 반주기 15 NOP, 둘째 반주기 9 NOP + 루프 오버헤드
* 2.0 MHz: 반주기 250ns -> 첫 반주기 15 NOP, 둘째 반주기 10 NOP + 루프 오버헤드
* 2.1 MHz: 반주기 238ns -> 첫 반주기 14 NOP, 둘째 반주기 9 NOP + 루프 오버헤드
* 2.2 MHz: 반주기 227ns -> 첫 반주기 13 NOP, 둘째 반주기 8 NOP + 루프 오버헤드
*
* 주파수를 변경하려면 dr_piezo_burst_sw_XXmhz() 함수의 NOP 수를 수정할 것.
*/
#define PIEZO_FREQ_MHZ 2.1f /* 기본 동작 주파수 (MHz) */
/*==============================================================================
* 정적 변수
*============================================================================*/
static volatile bool m_tx_active = false; /* TX 송신 중 플래그 (인터럽트에서 변경) */
static volatile uint8_t m_remaining_cycles = 0; /* 남은 펄스 사이클 수 (인터럽트에서 감소) */
static uint32_t m_period_ticks = PERIOD_TICKS_2MHZ; /* 현재 주기 (타이머 틱 단위) */
static bool m_power_enabled = false; /* DC/DC 컨버터 전원 상태 */
static bool m_initialized = false; /* 드라이버 초기화 완료 여부 */
/*==============================================================================
* 타이머2 인터럽트 핸들러
* 매 주기(CC[2])마다 호출되어 잔여 사이클을 감소시킨다.
* 잔여 사이클이 0이 되면:
* 1) 타이머 정지 및 클리어
* 2) GPIOTE 비활성화 (P_OUT/N_OUT 토글 중단)
* 3) GPIO를 출력 모드로 재설정 후 LOW로 초기화
* 4) DMP 펄스 발생 (피에조 잔류 에너지 방전)
* 5) PE = LOW (MOSFET 드라이버 비활성화)
*============================================================================*/
void TIMER2_IRQHandler(void)
{
if (nrf_timer_event_check(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_EVENT_COMPARE2))
{
nrf_timer_event_clear(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_EVENT_COMPARE2);
if (m_remaining_cycles > 0)
{
m_remaining_cycles--;
}
if (m_remaining_cycles == 0)
{
/* Step 1: Stop timer */
nrf_timer_task_trigger(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_TASK_STOP);
nrf_timer_task_trigger(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_TASK_CLEAR);
/* Step 2: Disable GPIOTE (GPIO ??? ??) */
nrf_gpiote_task_disable(GPIOTE_CH_P_OUT);
nrf_gpiote_task_disable(GPIOTE_CH_N_OUT);
/* Step 3: GPIO? ?? ? idle ?? */
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_P_OUT);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_N_OUT);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_PIN_P_OUT);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_PIN_N_OUT);
/* Step 4: DMP pulse */
nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_PIN_DMP);
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_PIN_DMP);
/* Step 5: PE = LOW */
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_PIN_PE);
m_tx_active = false;
}
}
}
/*==============================================================================
* 전원 제어 함수
* DC/DC 컨버터(±20V)를 ON/OFF하여 피에조 구동 전압을 제어한다.
* 전원 안정화에 약 10ms 필요.
*============================================================================*/
/* 피에조 전원 ON: DC/DC 컨버터 활성화 → ±20V 생성 */
void dr_piezo_power_on(void)
{
nrf_delay_ms(20);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PWR_EN);
nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_PWR_EN);
/* Wait for power stabilization */
nrf_delay_ms(10);
m_power_enabled = true;
DBG_PRINTF("[PIEZO] Power ON: +/-20V ready\r\n");
}
/* 피에조 전원 OFF: TX 비활성화 → MUX 비활성화 → DC/DC 컨버터 차단 */
void dr_piezo_power_off(void)
{
dr_piezo_disable();
/* MUX enable 핀 클리어: select_channel() 이후 HIGH로 남은 핀 해제 */
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_EN_MUXA);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_EN_MUXB);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_MUX_SEL0);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_MUX_SEL1);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_PWR_EN);
m_power_enabled = false;
DBG_PRINTF("[PIEZO] Power OFF\r\n");
}
/* 피에조 전원 상태 확인 */
bool dr_piezo_is_power_on(void)
{
return m_power_enabled;
}
/*==============================================================================
* 내부(private) 초기화 함수
*============================================================================*/
/* GPIO 초기화: 모든 신호 핀을 출력 모드로 설정하고 LOW(유휴)로 초기화 */
static void dr_piezo_gpio_init(void)
{
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_PE);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_DMP);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_P_OUT);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_N_OUT);
/* All LOW = idle */
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_PIN_PE);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_PIN_DMP);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_PIN_P_OUT);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_PIN_N_OUT);
/* Initialize MUX control pins */
dr_piezo_mux_init();
DBG_PRINTF("[PIEZO] GPIO init done\r\n");
}
/* GPIOTE 초기화: P_OUT/N_OUT을 토글 모드로 설정 (PPI 연결 대상) */
static void dr_piezo_gpiote_init(void)
{
/* P_OUT: Toggle mode, initial LOW */
nrf_gpiote_task_configure(
GPIOTE_CH_P_OUT,
DR_PIEZO_PIN_P_OUT,
NRF_GPIOTE_POLARITY_TOGGLE,
NRF_GPIOTE_INITIAL_VALUE_LOW
);
nrf_gpiote_task_enable(GPIOTE_CH_P_OUT);
/* N_OUT: Toggle mode, initial LOW */
nrf_gpiote_task_configure(
GPIOTE_CH_N_OUT,
DR_PIEZO_PIN_N_OUT,
NRF_GPIOTE_POLARITY_TOGGLE,
NRF_GPIOTE_INITIAL_VALUE_LOW
);
nrf_gpiote_task_enable(GPIOTE_CH_N_OUT);
DBG_PRINTF("[PIEZO] GPIOTE init done\r\n");
}
/*
* 타이머 초기화: 16MHz 클럭, 16비트 모드
* CC[0]=반주기(4틱): 반주기 시점 토글 이벤트
* CC[1]=전체주기(8틱): 전체주기 시점 토글 이벤트
* CC[2]=전체주기(8틱): 인터럽트 발생 + 타이머 자동 클리어(SHORT)
*/
static void dr_piezo_timer_init(void)
{
nrf_timer_task_trigger(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_TASK_STOP);
nrf_timer_task_trigger(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_TASK_CLEAR);
nrf_timer_mode_set(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_MODE_TIMER);
nrf_timer_bit_width_set(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_BIT_WIDTH_16);
nrf_timer_frequency_set(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_FREQ_16MHz);
/*
* ??? ??? ?? ???:
* - CC[0] = 4 (half period): P_OUT ??, N_OUT ??
* - CC[1] = 8 (full period): P_OUT ??, N_OUT ??
* - CC[2] = 8 (full period): ??? ??? + CLEAR
*
* ?? ??: P=HIGH, N=LOW
* t=4: ? ? ?? -> P=LOW, N=HIGH
* t=8: ? ? ?? -> P=HIGH, N=LOW (+ CLEAR)
* t=12: ? ? ?? -> P=LOW, N=HIGH
* ...
*/
/* CC[0]: ??? ?? */
nrf_timer_cc_write(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_CC_CHANNEL0, HALF_PERIOD_TICKS); // 4
/* CC[1]: ? ?? ?? */
nrf_timer_cc_write(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_CC_CHANNEL1, m_period_ticks); // 8
/* CC[2]: ? ?? - ??? ???? */
nrf_timer_cc_write(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_CC_CHANNEL2, m_period_ticks); // 8
/* CC[2]?? ?? CLEAR */
nrf_timer_shorts_enable(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_SHORT_COMPARE2_CLEAR_MASK);
/* CC[2] ???? (??? ???) */
nrf_timer_int_enable(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_INT_COMPARE2_MASK);
NVIC_SetPriority(PIEZO_TIMER_IRQn, PIEZO_TIMER_IRQ_PRIORITY);
NVIC_EnableIRQ(PIEZO_TIMER_IRQn);
DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] Timer init done (period=%d ticks)\r\n", m_period_ticks);
}
/*
* PPI 초기화: 타이머 비교 이벤트 → GPIOTE 토글 태스크 연결 (4채널)
* CC[0] 이벤트(반주기) → P_OUT 토글 + N_OUT 토글
* CC[1] 이벤트(전체주기) → P_OUT 토글 + N_OUT 토글
* 이로써 P_OUT과 N_OUT은 항상 역상으로 동작함.
*/
static void dr_piezo_ppi_init(void)
{
/*
* ??? ??:
* CC[0] (t=4): P_OUT ??, N_OUT ??
* CC[1] (t=8): P_OUT ??, N_OUT ??
*/
/* CC[0] -> P_OUT toggle */
nrf_ppi_channel_endpoint_setup(
(nrf_ppi_channel_t)PPI_CH_P_OUT_TOGGLE_0,
(uint32_t)nrf_timer_event_address_get(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_EVENT_COMPARE0),
(uint32_t)&NRF_GPIOTE->TASKS_OUT[GPIOTE_CH_P_OUT]
);
nrf_ppi_channel_enable((nrf_ppi_channel_t)PPI_CH_P_OUT_TOGGLE_0);
/* CC[0] -> N_OUT toggle */
nrf_ppi_channel_endpoint_setup(
(nrf_ppi_channel_t)PPI_CH_N_OUT_TOGGLE_0,
(uint32_t)nrf_timer_event_address_get(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_EVENT_COMPARE0),
(uint32_t)&NRF_GPIOTE->TASKS_OUT[GPIOTE_CH_N_OUT]
);
nrf_ppi_channel_enable((nrf_ppi_channel_t)PPI_CH_N_OUT_TOGGLE_0);
/* CC[1] -> P_OUT toggle */
nrf_ppi_channel_endpoint_setup(
(nrf_ppi_channel_t)PPI_CH_P_OUT_TOGGLE_1,
(uint32_t)nrf_timer_event_address_get(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_EVENT_COMPARE1),
(uint32_t)&NRF_GPIOTE->TASKS_OUT[GPIOTE_CH_P_OUT]
);
nrf_ppi_channel_enable((nrf_ppi_channel_t)PPI_CH_P_OUT_TOGGLE_1);
/* CC[1] -> N_OUT toggle */
nrf_ppi_channel_endpoint_setup(
(nrf_ppi_channel_t)PPI_CH_N_OUT_TOGGLE_1,
(uint32_t)nrf_timer_event_address_get(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_EVENT_COMPARE1),
(uint32_t)&NRF_GPIOTE->TASKS_OUT[GPIOTE_CH_N_OUT]
);
nrf_ppi_channel_enable((nrf_ppi_channel_t)PPI_CH_N_OUT_TOGGLE_1);
DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] PPI init done (4 channels)\r\n");
}
/*==============================================================================
* TX 드라이버 공개 함수
*============================================================================*/
/* TX 드라이버 초기화: GPIO → GPIOTE → Timer → PPI 순서로 설정 */
void dr_piezo_init(void)
{
DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] Initializing TX driver...\r\n");
dr_piezo_gpio_init();
dr_piezo_gpiote_init();
dr_piezo_timer_init();
dr_piezo_ppi_init();
m_tx_active = false;
m_remaining_cycles = 0;
m_initialized = true;
DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] TX driver ready (2MHz)\r\n");
}
/* TX 드라이버 해제: 타이머 정지, PPI/GPIOTE 비활성화, 모든 핀 LOW */
void dr_piezo_uninit(void)
{
nrf_timer_task_trigger(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_TASK_STOP);
nrf_timer_int_disable(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_INT_COMPARE2_MASK);
NVIC_DisableIRQ(PIEZO_TIMER_IRQn);
nrf_ppi_channel_disable((nrf_ppi_channel_t)PPI_CH_P_OUT_TOGGLE_0);
nrf_ppi_channel_disable((nrf_ppi_channel_t)PPI_CH_N_OUT_TOGGLE_0);
nrf_ppi_channel_disable((nrf_ppi_channel_t)PPI_CH_P_OUT_TOGGLE_1);
nrf_ppi_channel_disable((nrf_ppi_channel_t)PPI_CH_N_OUT_TOGGLE_1);
nrf_gpiote_task_disable(GPIOTE_CH_P_OUT);
nrf_gpiote_task_disable(GPIOTE_CH_N_OUT);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_PIN_PE);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_PIN_DMP);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_PIN_P_OUT);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_PIN_N_OUT);
m_tx_active = false;
m_initialized = false;
DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] TX driver uninitialized\r\n");
}
/*
* 하드웨어 기반 버스트 송신 (Timer + PPI + GPIOTE 사용)
* 1) GPIOTE를 재설정: P_OUT=HIGH 시작, N_OUT=LOW 시작 (역상)
* 2) PE = HIGH → MOSFET 드라이버 활성화
* 3) 타이머 시작 → PPI가 자동으로 P_OUT/N_OUT 토글
* 4) 인터럽트 핸들러에서 잔여 사이클 관리 및 종료 처리
*/
void dr_piezo_burst(uint8_t cycles)
{
if (m_tx_active)
{
DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] TX busy!\r\n");
return;
}
if (!m_initialized)
{
DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] ERROR: Not initialized!\r\n");
return;
}
if (cycles < DR_PIEZO_MIN_CYCLES) cycles = DR_PIEZO_MIN_CYCLES;
if (cycles > DR_PIEZO_MAX_CYCLES) cycles = DR_PIEZO_MAX_CYCLES;
DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] Burst: %d cycles\r\n", cycles);
m_remaining_cycles = cycles;
m_tx_active = true;
/* GPIOTE ??? */
nrf_gpiote_task_disable(GPIOTE_CH_P_OUT);
nrf_gpiote_task_disable(GPIOTE_CH_N_OUT);
nrf_gpiote_task_configure(
GPIOTE_CH_P_OUT,
DR_PIEZO_PIN_P_OUT,
NRF_GPIOTE_POLARITY_TOGGLE,
NRF_GPIOTE_INITIAL_VALUE_HIGH /* P_OUT starts HIGH */
);
nrf_gpiote_task_enable(GPIOTE_CH_P_OUT);
nrf_gpiote_task_configure(
GPIOTE_CH_N_OUT,
DR_PIEZO_PIN_N_OUT,
NRF_GPIOTE_POLARITY_TOGGLE,
NRF_GPIOTE_INITIAL_VALUE_LOW /* N_OUT starts LOW */
);
nrf_gpiote_task_enable(GPIOTE_CH_N_OUT);
/* DMP = LOW */
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_PIN_DMP);
/* Timer clear */
nrf_timer_task_trigger(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_TASK_CLEAR);
/* Clear pending events */
nrf_timer_event_clear(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_EVENT_COMPARE0);
nrf_timer_event_clear(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_EVENT_COMPARE1);
nrf_timer_event_clear(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_EVENT_COMPARE2);
/* PE = HIGH (??? ??) */
nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_PIN_PE);
/* ??? ?? ? ??? ?? */
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
/* Timer START -> PPI? ???? P_OUT/N_OUT ?? */
nrf_timer_task_trigger(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_TASK_START);
}
/* 기본 사이클 수(5)로 버스트 송신 */
void dr_piezo_pulse(void)
{
dr_piezo_burst(DR_PIEZO_DEFAULT_CYCLES);
}
/* TX 출력 활성화: 수동으로 초기 상태 설정 (PE=HIGH, P_OUT=HIGH, N_OUT=LOW) */
void dr_piezo_enable(void)
{
nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_PIN_P_OUT);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_PIN_N_OUT);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_PIN_DMP);
nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_PIN_PE);
DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] TX enabled\r\n");
}
/* TX 출력 비활성화: 모든 신호 핀 LOW로 복귀 (유휴 상태) */
void dr_piezo_disable(void)
{
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_PIN_DMP);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_PIN_PE);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_PIN_P_OUT);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_PIN_N_OUT);
DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] TX disabled\r\n");
}
/* TX 송신 중 여부 확인 (인터럽트 핸들러에서 false로 전환) */
bool dr_piezo_is_busy(void)
{
return m_tx_active;
}
/* 동작 주파수 변경 (100kHz~4MHz): 타이머 CC 레지스터 재설정 */
void dr_piezo_set_frequency(uint32_t freq_hz)
{
if (freq_hz < 100000 || freq_hz > 4000000)
{
DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] Invalid freq: %d Hz\r\n", freq_hz);
return;
}
uint32_t period_ns = 1000000000UL / freq_hz;
m_period_ticks = period_ns * TIMER_FREQ_MHZ / 1000;
nrf_timer_cc_write(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_CC_CHANNEL0, m_period_ticks / 2);
nrf_timer_cc_write(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_CC_CHANNEL1, m_period_ticks);
nrf_timer_cc_write(PIEZO_TIMER, NRF_TIMER_CC_CHANNEL2, m_period_ticks);
DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] Freq: %d Hz (period=%d ticks)\r\n", freq_hz, m_period_ticks);
}
/*==============================================================================
* MUX 제어 함수
* 8채널 아날로그 MUX로 피에조 에코 신호 경로를 선택한다.
* MUXA: CH0~CH3 담당, MUXB: CH4~CH7 담당
* SEL0, SEL1: MUX 내부 채널 주소 선택
* High Drive(H0H1) 모드: MUX IC의 빠른 스위칭을 위해 강한 출력 구동력 사용
*============================================================================*/
/* MUX 제어 핀 초기화: 4개 핀 모두 High Drive 출력으로 설정, 기본값 LOW */
void dr_piezo_mux_init(void)
{
/* Configure MUX control pins as outputs */
/*nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_MUX_SEL1);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_MUX_SEL2);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_MUX_SEL3);*/
/*nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_EN_MUXA);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_EN_MUXB);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_MUX_SEL0);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_MUX_SEL1);*/
/* Configure pins as output with high drive strength */
nrf_gpio_cfg(
DR_PIEZO_MUX_SEL0,
NRF_GPIO_PIN_DIR_OUTPUT,
NRF_GPIO_PIN_INPUT_DISCONNECT,
NRF_GPIO_PIN_NOPULL,
NRF_GPIO_PIN_H0H1, /* High drive */
NRF_GPIO_PIN_NOSENSE
);
nrf_gpio_cfg(
DR_PIEZO_MUX_SEL1,
NRF_GPIO_PIN_DIR_OUTPUT,
NRF_GPIO_PIN_INPUT_DISCONNECT,
NRF_GPIO_PIN_NOPULL,
NRF_GPIO_PIN_H0H1, /* High drive */
NRF_GPIO_PIN_NOSENSE
);
/* GPIO PIN Setting jhChun 0129 */
nrf_gpio_cfg(
DR_PIEZO_EN_MUXA, // PIN
NRF_GPIO_PIN_DIR_OUTPUT, // DIR : OUTPUT
NRF_GPIO_PIN_INPUT_DISCONNECT, // INPUT BUFFER X (DIR : OUTPUT)
NRF_GPIO_PIN_NOPULL, // PULL UP, PULL DOWN X
NRF_GPIO_PIN_H0H1, // HIGH DRIVE(STRONG OUTPUT) !!
NRF_GPIO_PIN_NOSENSE // INTERRUPT X
);
nrf_gpio_cfg(
DR_PIEZO_EN_MUXB,
NRF_GPIO_PIN_DIR_OUTPUT,
NRF_GPIO_PIN_INPUT_DISCONNECT,
NRF_GPIO_PIN_NOPULL,
NRF_GPIO_PIN_H0H1,
NRF_GPIO_PIN_NOSENSE
);
/* Set MUX selection: P1.13=HIGH, P1.12=LOW, P1.11=LOW */
//nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_MUX_SEL1); /* P1.13 = HIGH */
//nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_MUX_SEL2); /* P1.12 = LOW */
//nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_MUX_SEL3); /* P1.11 = LOW */
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_EN_MUXA); /* P0.21 = LOW, Select Channel -> HIGH */
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_EN_MUXB); /* P0.23 = LOW, Select Channel -> HIGH */
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_MUX_SEL0); /* P1.10 = LOW */
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_MUX_SEL1); /* P0.28 = LOW */
DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] MUX init done\r\n");
}
/*
* 피에조 채널 선택 (0~7)
* 채널 매핑 (EN_MUXA, EN_MUXB, SEL0, SEL1):
* CH0 = MUXA 입력0 (1,0,0,0) CH4 = MUXB 입력0 (0,1,1,1)
* CH1 = MUXA 입력2 (1,0,1,0) CH5 = MUXB 입력1 (0,1,0,1)
* CH2 = MUXA 입력1 (1,0,0,1) CH6 = MUXB 입력2 (0,1,1,0)
* CH3 = MUXA 입력3 (1,0,1,1) CH7 = MUXB 입력3 (0,1,0,0)
* 채널 전환 후 MUX 안정화 대기 시간(1.3ms) 필요.
*/
void dr_piezo_select_channel(uint8_t channel)
{
channel = channel & 0x07; /* 0~7 범위로 마스킹 */
switch (channel) {
// EN_A EN_B SEL0 SEL1
case 0: // A0: 1 0 0 0
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_EN_MUXB); nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_EN_MUXA);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_MUX_SEL0); nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_MUX_SEL1);
break;
case 1: // A2: 1 0 1 0
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_EN_MUXB); nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_EN_MUXA);
nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_MUX_SEL0); nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_MUX_SEL1);
break;
case 2: // A1: 1 0 0 1
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_EN_MUXB); nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_EN_MUXA);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_MUX_SEL0); nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_MUX_SEL1);
break;
case 3: // A3: 1 0 1 1
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_EN_MUXB); nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_EN_MUXA);
nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_MUX_SEL0); nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_MUX_SEL1);
break;
case 4: // B0: 0 1 1 1
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_EN_MUXA); nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_EN_MUXB);
nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_MUX_SEL0); nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_MUX_SEL1);
break;
case 5: // B1: 0 1 1 0
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_EN_MUXA); nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_EN_MUXB);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_MUX_SEL0); nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_MUX_SEL1);
break;
case 6: // B2: 0 1 0 1
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_EN_MUXA); nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_EN_MUXB);
nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_MUX_SEL0); nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_MUX_SEL1);
break;
case 7: // B3: 0 1 0 0
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_EN_MUXA); nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_EN_MUXB);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_MUX_SEL0); nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_MUX_SEL1);
break;
}
/* Delay for MUX settling (analog path stabilization) */
nrf_delay_us(DR_PIEZO_MUX_SETTLING_US);
}
/* 핀 테스트: 각 신호 핀을 순서대로 HIGH/LOW 토글 (오실로스코프 확인용) */
void dr_piezo_test_pins(void)
{
DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] Pin test...\r\n");
nrf_gpiote_task_disable(GPIOTE_CH_P_OUT);
nrf_gpiote_task_disable(GPIOTE_CH_N_OUT);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_PE);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_DMP);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_P_OUT);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_N_OUT);
DBG_PRINTF(" PE (P1.05)...\r\n");
nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_PIN_PE);
nrf_delay_ms(100);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_PIN_PE);
nrf_delay_ms(100);
DBG_PRINTF(" DMP (P1.09)...\r\n");
nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_PIN_DMP);
nrf_delay_ms(100);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_PIN_DMP);
nrf_delay_ms(100);
DBG_PRINTF(" P_OUT (P1.03)...\r\n");
nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_PIN_P_OUT);
nrf_delay_ms(100);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_PIN_P_OUT);
nrf_delay_ms(100);
DBG_PRINTF(" N_OUT (P1.02)...\r\n");
nrf_gpio_pin_set(DR_PIEZO_PIN_N_OUT);
nrf_delay_ms(100);
nrf_gpio_pin_clear(DR_PIEZO_PIN_N_OUT);
nrf_delay_ms(100);
DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] Pin test done\r\n");
}
/*==============================================================================
* 시스템 함수 (전원 + TX 드라이버 통합 제어)
*============================================================================*/
/* 시스템 전체 초기화: 전원 ON → TX 드라이버 초기화 */
void dr_piezo_system_init(void)
{
DBG_PRINTF("[PIEZO] System init...\r\n");
dr_piezo_power_on();
dr_piezo_init();
DBG_PRINTF("[PIEZO] System ready\r\n");
}
/* 시스템 전체 종료: TX 드라이버 해제 → 전원 OFF */
void dr_piezo_system_uninit(void)
{
dr_piezo_uninit();
dr_piezo_power_off();
DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] System shutdown\r\n");
}
/* 전원 확인 후 버스트 송신 (블로킹: 송신 완료까지 대기) */
void dr_piezo_transmit(uint8_t cycles)
{
if (!m_power_enabled)
{
DBG_PRINTF("[DR_PIEZO] ERROR: Power not enabled!\r\n");
return;
}
dr_piezo_burst(cycles);
while (dr_piezo_is_busy()) { }
}
/*==============================================================================
* 소프트웨어 기반 버스트 모드
* 2025-12-11 Charles KWON
*==============================================================================
*
* Timer/PPI/GPIOTE 하드웨어 대신 CPU에서 직접 GPIO 레지스터를 조작하여
* 초음파 펄스를 생성하는 방식. 인터럽트를 비활성화하여 정확한 타이밍 보장.
*
* === 타이밍 다이어그램 ===
*
* |<-마진->|<----- 펄스들 ----->|<-- DMP -->|<-마진->|
*
* PE ___/--------------------------------------------------\___
* P_OUT ___________/-\_/-\_/-\_/-\_/-\____________________\_______
* N_OUT ___________\_/-\_/-\_/-\_/-\_/____________________\_______
* DMP __________________________________/----------\____________
*
* === 신호 설명 ===
* - PE (Pulse Enable): 전체 시퀀스를 감싸는 활성화 신호 (전후 마진 포함)
* - P_OUT: 양극 출력, N_OUT과 역상으로 2MHz 토글
* - N_OUT: 음극 출력, P_OUT과 역상으로 2MHz 토글
* - DMP (Dump): 펄스 완료 후 피에조 잔류 에너지 방전
*
* === 동작 원리 ===
* 1) __disable_irq()로 인터럽트 차단 → 타이밍 흔들림 방지
* 2) PE ON (P0.25 OUTSET 레지스터 사용 → 다른 P0 핀 영향 없음)
* 3) NOP 마진 후 for 루프로 P_OUT/N_OUT 교번 출력
* 4) DMP 펄스 (32 NOP ≒ 500ns)
* 5) PE OFF 후 __enable_irq()로 인터럽트 복원
*
* === 포트 레지스터 직접 접근 ===
* NRF_P1->OUT 레지스터에 미리 계산된 비트 마스크를 직접 기록.
* 이 방식으로 P_OUT, N_OUT, DMP를 동시에 제어하면서도
* 채널 선택 핀(MUX SEL)은 보존한다 (P1_CTRL_MASK로 제어 핀만 변경).
* PE는 P0 포트에 있으므로 OUTSET/OUTCLR 레지스터로 별도 제어.
*============================================================================*/
/* 핀 번호에서 포트 내 비트 위치 추출 (하위 5비트 = 0~31) */
#define PIN_NUM(pin) ((pin) & 0x1F)
/* P1 포트 핀의 비트 마스크 - dr_piezo.h의 핀 정의에서 자동 생성
*
* 경고: 핀 번호를 절대 하드코딩하지 말 것!
* 하드코딩은 개발자의 시간을 일시적으로 절약해줄 수 있지만,
* 동시에 개발자의 수명을 단축시킬 것이다.
* - Charles KWON
*
* 각 마스크는 해당 핀의 포트 레지스터 내 비트 위치를 나타낸다.
* NRF_P1->OUT에 직접 쓸 때 사용되며, 여러 핀을 동시에 제어 가능.
*/
#define P_OUT_MASK (1UL << PIN_NUM(DR_PIEZO_PIN_P_OUT)) /* P1.07 양극 출력 */
#define N_OUT_MASK (1UL << PIN_NUM(DR_PIEZO_PIN_N_OUT)) /* P1.06 음극 출력 */
#define PE_MASK (1UL << PIN_NUM(DR_PIEZO_PIN_PE)) /* P0.25 펄스 활성화 */
#define DMP_MASK (1UL << PIN_NUM(DR_PIEZO_PIN_DMP)) /* P1.00 방전 제어 */
/* P1 포트에서 피에조 제어에 사용하는 핀들의 결합 마스크 (채널 선택 핀 제외) */
#define P1_CTRL_MASK (P_OUT_MASK | N_OUT_MASK | DMP_MASK)
/*
* 소프트웨어 버스트 - 기본 주파수 2.1MHz
*
* NOP 타이밍 계산:
* 2.1MHz → 주기 476ns, 반주기 238ns
* CPU 64MHz → 1 NOP = 15.625ns
* 첫 반주기: 14 NOP(≒219ns) + 레지스터 쓰기(≒30ns) = ≒249ns
* 둘째 반주기: 9 NOP(≒141ns) + 루프 오버헤드(≒47ns) + 레지스터 쓰기(≒30ns) = ≒218ns
* 합계: ≒436~476ns (≒2.1MHz)
*/
void dr_piezo_burst_sw(uint8_t cycles)
{
/* Clamp cycles to valid range (1-20) */
if (cycles < 1) cycles = 1;
if (cycles > 20) cycles = 20;
/* RTT: snapshot then single print */
uint32_t _d0 = NRF_P1->OUT;
/* Disable GPIOTE hardware control to prevent conflicts */
nrf_gpiote_task_disable(GPIOTE_CH_P_OUT);
nrf_gpiote_task_disable(GPIOTE_CH_N_OUT);
uint32_t _d1 = NRF_P1->OUT;
/* Save ENTIRE P1 port state BEFORE any GPIO config */
uint32_t saved_p1_out = NRF_P1->OUT;
uint32_t saved_p0_out = NRF_P0->OUT;
/* Configure all signal pins as outputs */
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_PE);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_DMP);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_P_OUT);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_N_OUT);
uint32_t _d2 = NRF_P1->OUT;
//DBG_PRINTF("[B]S0:%u%u%u\r\n", (_d0>>10)&1, (_d1>>10)&1, (_d2>>10)&1);
/* Restore P1 port state (nrf_gpio_cfg_output may clear bits) */
NRF_P1->OUT = saved_p1_out;
NRF_P0->OUT = (NRF_P0->OUT & ~PE_MASK) | (saved_p0_out & PE_MASK);
/*--------------------------------------------------------------------------
* Pre-calculate all output states for fast switching
* Each state represents a specific combination of pin levels
* IMPORTANT: Channel select pins (P1.11, P1.12) are preserved in all states
*------------------------------------------------------------------------*/
// PE는 OUTSET/OUTCLR 사용 (다른 P0 핀 영향 방지)
uint32_t p1_all_low = saved_p1_out & ~P1_CTRL_MASK;
uint32_t p1_P_high_N_low = p1_all_low | P_OUT_MASK;
uint32_t p1_P_low_N_high = p1_all_low | N_OUT_MASK;
uint32_t p1_DMP_high = p1_all_low | DMP_MASK;
/*--------------------------------------------------------------------------
* Critical timing section - interrupts disabled
*------------------------------------------------------------------------*/
__disable_irq();
/* Initialize: Set all signals to LOW */
NRF_P0->OUTCLR = PE_MASK; // PE OFF (OUTCLR로 다른 핀 영향 없음)
NRF_P1->OUT = p1_all_low;
/* PE rises first with margin before pulses start */
NRF_P0->OUTSET = PE_MASK; // PE ON (OUTSET로 다른 핀 영향 없음)
__NOP(); __NOP(); __NOP(); /* ~47ns margin */
__NOP(); __NOP(); __NOP(); /* ~47ns margin */
__NOP(); __NOP(); __NOP(); /* ~47ns margin */
__NOP(); __NOP(); __NOP(); /* ~47ns margin */
__NOP(); __NOP(); __NOP(); /* ~47ns margin */
__NOP(); __NOP(); __NOP(); /* ~47ns margin */
__NOP(); __NOP(); __NOP(); /* ~47ns margin */
__NOP(); __NOP(); __NOP(); /* ~47ns margin */
__NOP(); __NOP(); __NOP(); /* ~47ns margin */
__NOP(); __NOP(); __NOP(); /* ~47ns margin */
__NOP(); __NOP(); __NOP(); /* ~47ns margin */
__NOP(); __NOP(); __NOP(); /* ~47ns margin */
__NOP(); __NOP(); __NOP(); /* ~47ns margin */
__NOP(); __NOP(); __NOP(); /* ~47ns margin */
__NOP(); __NOP(); __NOP(); /* ~47ns margin */
__NOP(); __NOP(); __NOP(); /* ~47ns margin */
__NOP(); __NOP(); __NOP(); /* ~47ns margin */
__NOP(); __NOP(); __NOP(); /* ~47ns margin */
__NOP(); __NOP(); __NOP(); /* ~47ns margin */
__NOP(); __NOP(); __NOP(); /* ~47ns margin */
__NOP(); __NOP(); __NOP(); /* ~47ns margin */
/*--------------------------------------------------------------------------
* Generate 2.1MHz pulse burst (hardcoded NOP timing for stability)
*
* 2.1 MHz: 476ns period, 238ns half-period
* At 64MHz CPU (1 NOP = 15.625ns):
* First half: 13 NOPs (~203ns) + register write (~30ns) = ~233ns
* Second half: 10 NOPs (~156ns) + loop overhead (~47ns) = ~203ns
* Total: ~436-476ns per cycle
*------------------------------------------------------------------------*/
for (uint8_t i = 0; i < cycles; i++)
{
/* First half-period: P_OUT=HIGH, N_OUT=LOW */
NRF_P1->OUT = p1_P_high_N_low;
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();__NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
/* Second half-period: P_OUT=LOW, N_OUT=HIGH */
NRF_P1->OUT = p1_P_low_N_high;
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
}
/*--------------------------------------------------------------------------
* DMP (Dump) pulse
* - Starts simultaneously with N_OUT falling edge
* - Duration: ~500ns (32 NOPs)
*------------------------------------------------------------------------*/
NRF_P1->OUT = p1_DMP_high;
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
/* DMP falls, PE remains HIGH for margin period */
NRF_P1->OUT = p1_all_low;
__NOP(); __NOP(); __NOP(); /* ~47ns margin */
NRF_P0->OUTCLR = PE_MASK; // PE OFF
__enable_irq();
}
/**
* @brief Software-based burst at 1.8 MHz
* @param cycles Number of cycles (1~20)
*
* Timing:
* 1.8 MHz: 556ns period, 278ns half-period
* At 64MHz CPU (1 NOP = 15.625ns):
* First half: 15 NOPs (~234ns)
* Second half: 12 NOPs (~188ns) + loop overhead
*/
/*
* 소프트웨어 버스트 - 1.8MHz
* NOP 타이밍: 반주기 278ns
* 첫 반주기: 17 NOP(≒266ns) + 레지스터 쓰기(≒30ns) = ≒296ns
* 둘째 반주기: 11 NOP(≒172ns) + 루프 오버헤드(≒47ns) + 레지스터 쓰기(≒30ns) = ≒249ns
* 합계: ≒499~556ns (≒1.8MHz)
*/
void dr_piezo_burst_sw_18mhz(uint8_t cycles)
{
/* Clamp cycles to valid range (1-20) */
if (cycles < 1) cycles = 1;
if (cycles > 20) cycles = 20;
/* Disable GPIOTE hardware control to prevent conflicts */
nrf_gpiote_task_disable(GPIOTE_CH_P_OUT);
nrf_gpiote_task_disable(GPIOTE_CH_N_OUT);
/* Save port states BEFORE any GPIO config */
uint32_t saved_p1_out = NRF_P1->OUT;
uint32_t saved_p0_out = NRF_P0->OUT;
/* Configure all signal pins as outputs */
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_PE);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_DMP);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_P_OUT);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_N_OUT);
/* Restore port states (nrf_gpio_cfg_output may clear bits) */
NRF_P1->OUT = saved_p1_out;
NRF_P0->OUT = (NRF_P0->OUT & ~PE_MASK) | (saved_p0_out & PE_MASK);
//NRF_P0->OUT = saved_p0_out;
/* Pre-calculate P1 output states (PE는 P0.25 - OUTSET/OUTCLR로 제어) */
uint32_t p1_all_low = saved_p1_out & ~P1_CTRL_MASK;
uint32_t p1_P_high_N_low = p1_all_low | P_OUT_MASK;
uint32_t p1_P_low_N_high = p1_all_low | N_OUT_MASK;
uint32_t p1_DMP_high = p1_all_low | DMP_MASK;
__disable_irq();
/* Initialize: Set all signals to LOW */
NRF_P0->OUTCLR = PE_MASK;
NRF_P1->OUT = p1_all_low;
/* PE rises first with margin before pulses start */
NRF_P0->OUTSET = PE_MASK;
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
/*--------------------------------------------------------------------------
* Generate 1.8MHz pulse burst
*
* 1.8 MHz: 556ns period, 278ns half-period
* At 64MHz CPU (1 NOP = 15.625ns):
* First half: 15 NOPs (~234ns) + register write (~30ns) = ~264ns
* Second half: 12 NOPs (~188ns) + loop overhead (~47ns) = ~235ns
* Total: ~499-556ns per cycle
*------------------------------------------------------------------------*/
for (uint8_t i = 0; i < cycles; i++)
{
/* First half-period: P_OUT=HIGH, N_OUT=LOW */
NRF_P1->OUT = p1_P_high_N_low;
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP();
/* Second half-period: P_OUT=LOW, N_OUT=HIGH */
NRF_P1->OUT = p1_P_low_N_high;
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP();
}
/* DMP (Dump) pulse */
NRF_P1->OUT = p1_DMP_high;
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
/* DMP falls, PE remains HIGH for margin period */
NRF_P1->OUT = p1_all_low;
__NOP(); __NOP(); __NOP();
/* End of sequence: PE OFF */
NRF_P0->OUTCLR = PE_MASK;
__enable_irq();
}
/**
* @brief Software-based burst at 2.0 MHz
* @param cycles Number of cycles (1~20)
*
* Timing:
* 2.0 MHz: 500ns period, 250ns half-period
* At 64MHz CPU (1 NOP = 15.625ns):
* First half: 14 NOPs (~219ns) + register write (~30ns) = ~249ns
* Second half: 11 NOPs (~172ns) + loop overhead (~47ns) = ~219ns
* Total: ~468-500ns per cycle
*/
/*
* 소프트웨어 버스트 - 2.0MHz
* NOP 타이밍: 반주기 250ns
* 첫 반주기: 15 NOP(≒234ns) + 레지스터 쓰기(≒30ns) = ≒264ns
* 둘째 반주기: 10 NOP(≒156ns) + 루프 오버헤드(≒47ns) + 레지스터 쓰기(≒30ns) = ≒233ns
* 합계: ≒468~500ns (≒2.0MHz)
*/
void dr_piezo_burst_sw_20mhz(uint8_t cycles)
{
/* Clamp cycles to valid range (1-20) */
if (cycles < 1) cycles = 1;
if (cycles > 20) cycles = 20;
/* Disable GPIOTE hardware control to prevent conflicts */
nrf_gpiote_task_disable(GPIOTE_CH_P_OUT);
nrf_gpiote_task_disable(GPIOTE_CH_N_OUT);
/* Save port states BEFORE any GPIO config */
uint32_t saved_p1_out = NRF_P1->OUT;
uint32_t saved_p0_out = NRF_P0->OUT;
/* Configure all signal pins as outputs */
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_PE);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_DMP);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_P_OUT);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_N_OUT);
/* Restore port states (nrf_gpio_cfg_output may clear bits) */
NRF_P1->OUT = saved_p1_out;
//NRF_P0->OUT = saved_p0_out;
NRF_P0->OUT = (NRF_P0->OUT & ~PE_MASK) | (saved_p0_out & PE_MASK);
/* Pre-calculate P1 output states (PE는 P0.25 - OUTSET/OUTCLR로 제어) */
uint32_t p1_all_low = saved_p1_out & ~P1_CTRL_MASK;
uint32_t p1_P_high_N_low = p1_all_low | P_OUT_MASK;
uint32_t p1_P_low_N_high = p1_all_low | N_OUT_MASK;
uint32_t p1_DMP_high = p1_all_low | DMP_MASK;
__disable_irq();
/* Initialize: Set all signals to LOW */
NRF_P0->OUTCLR = PE_MASK;
NRF_P1->OUT = p1_all_low;
/* PE rises first with margin before pulses start */
NRF_P0->OUTSET = PE_MASK;
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
/*--------------------------------------------------------------------------
* Generate 2.0MHz pulse burst
*
* 2.0 MHz: 500ns period, 250ns half-period
* At 64MHz CPU (1 NOP = 15.625ns):
* First half: 14 NOPs (~219ns) + register write (~30ns) = ~249ns
* Second half: 11 NOPs (~172ns) + loop overhead (~47ns) = ~219ns
* Total: ~468-500ns per cycle
*------------------------------------------------------------------------*/
for (uint8_t i = 0; i < cycles; i++)
{
/* First half-period: P_OUT=HIGH, N_OUT=LOW */
NRF_P1->OUT = p1_P_high_N_low;
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP();
/* Second half-period: P_OUT=LOW, N_OUT=HIGH */
NRF_P1->OUT = p1_P_low_N_high;
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
}
/* DMP (Dump) pulse */
NRF_P1->OUT = p1_DMP_high;
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
/* DMP falls, PE remains HIGH for margin period */
NRF_P1->OUT = p1_all_low;
__NOP(); __NOP(); __NOP();
/* End of sequence: PE OFF */
NRF_P0->OUTCLR = PE_MASK;
__enable_irq();
}
/**
* @brief Software-based burst at 2.0 MHz
* @param cycles Number of cycles (1~20)
*
* Timing:
* 1.9 MHz: 500ns period, 250ns half-period
* At 64MHz CPU (1 NOP = 15.625ns):
* First half: 14 NOPs (~219ns) + register write (~30ns) = ~249ns
* Second half: 11 NOPs (~172ns) + loop overhead (~47ns) = ~219ns
* Total: ~468-500ns per cycle
*/
/*
* 소프트웨어 버스트 - 1.9MHz
* NOP 타이밍: 반주기 263ns
* 첫 반주기: 15 NOP(≒234ns) + 레지스터 쓰기(≒30ns) = ≒264ns
* 둘째 반주기: 9 NOP(≒141ns) + 루프 오버헤드(≒47ns) + 레지스터 쓰기(≒30ns) = ≒218ns
* 합계: ≒468~500ns (≒1.9MHz)
*/
void dr_piezo_burst_sw_19mhz(uint8_t cycles)
{
/* Clamp cycles to valid range (1-20) */
if (cycles < 1) cycles = 1;
if (cycles > 20) cycles = 20;
/* Disable GPIOTE hardware control to prevent conflicts */
nrf_gpiote_task_disable(GPIOTE_CH_P_OUT);
nrf_gpiote_task_disable(GPIOTE_CH_N_OUT);
/* Save port states BEFORE any GPIO config */
uint32_t saved_p1_out = NRF_P1->OUT;
uint32_t saved_p0_out = NRF_P0->OUT;
/* Configure all signal pins as outputs */
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_PE);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_DMP);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_P_OUT);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_N_OUT);
/* Restore port states (nrf_gpio_cfg_output may clear bits) */
NRF_P1->OUT = saved_p1_out;
//NRF_P0->OUT = saved_p0_out;
NRF_P0->OUT = (NRF_P0->OUT & ~PE_MASK) | (saved_p0_out & PE_MASK);
/* Pre-calculate P1 output states (PE는 P0.25 - OUTSET/OUTCLR로 제어) */
uint32_t p1_all_low = saved_p1_out & ~P1_CTRL_MASK;
uint32_t p1_P_high_N_low = p1_all_low | P_OUT_MASK;
uint32_t p1_P_low_N_high = p1_all_low | N_OUT_MASK;
uint32_t p1_DMP_high = p1_all_low | DMP_MASK;
__disable_irq();
/* Initialize: Set all signals to LOW */
NRF_P0->OUTCLR = PE_MASK;
NRF_P1->OUT = p1_all_low;
/* PE rises first with margin before pulses start */
NRF_P0->OUTSET = PE_MASK;
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
/*--------------------------------------------------------------------------
* Generate 2.0MHz pulse burst
*
* 2.0 MHz: 500ns period, 250ns half-period
* At 64MHz CPU (1 NOP = 15.625ns):
* First half: 14 NOPs (~219ns) + register write (~30ns) = ~249ns
* Second half: 11 NOPs (~172ns) + loop overhead (~47ns) = ~219ns
* Total: ~468-500ns per cycle
*------------------------------------------------------------------------*/
for (uint8_t i = 0; i < cycles; i++)
{
/* First half-period: P_OUT=HIGH, N_OUT=LOW */
NRF_P1->OUT = p1_P_high_N_low;
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP();
/* Second half-period: P_OUT=LOW, N_OUT=HIGH */
NRF_P1->OUT = p1_P_low_N_high;
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
}
/* DMP (Dump) pulse */
NRF_P1->OUT = p1_DMP_high;
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
/* DMP falls, PE remains HIGH for margin period */
NRF_P1->OUT = p1_all_low;
__NOP(); __NOP(); __NOP();
/* End of sequence: PE OFF */
NRF_P0->OUTCLR = PE_MASK;
__enable_irq();
}
/**
* @brief Software-based burst at 2.2 MHz
* @param cycles Number of cycles (1~20)
*
* Timing:
* 2.2 MHz: 454ns period, 227ns half-period
* At 64MHz CPU (1 NOP = 15.625ns):
* First half: 13 NOPs (~203ns) + register write (~30ns) = ~233ns
* Second half: 11 NOPs (~172ns) + loop overhead (~47ns) = ~219ns
* Total: ~452ns per cycle (~2.21 MHz)
*/
/*
* 소프트웨어 버스트 - 2.2MHz
* NOP 타이밍: 반주기 227ns
* 첫 반주기: 13 NOP(≒203ns) + 레지스터 쓰기(≒30ns) = ≒233ns
* 둘째 반주기: 8 NOP(≒125ns) + 루프 오버헤드(≒47ns) + 레지스터 쓰기(≒30ns) = ≒202ns
* 합계: ≒435~454ns (≒2.2MHz)
*/
void dr_piezo_burst_sw_22mhz(uint8_t cycles)
{
/* Clamp cycles to valid range (1-20) */
if (cycles < 1) cycles = 1;
if (cycles > 20) cycles = 20;
/* Disable GPIOTE hardware control to prevent conflicts */
nrf_gpiote_task_disable(GPIOTE_CH_P_OUT);
nrf_gpiote_task_disable(GPIOTE_CH_N_OUT);
/* Save port states BEFORE any GPIO config */
uint32_t saved_p1_out = NRF_P1->OUT;
uint32_t saved_p0_out = NRF_P0->OUT;
/* Configure all signal pins as outputs */
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_PE);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_DMP);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_P_OUT);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_N_OUT);
/* Restore port states (nrf_gpio_cfg_output may clear bits) */
NRF_P1->OUT = saved_p1_out;
NRF_P0->OUT = (NRF_P0->OUT & ~PE_MASK) | (saved_p0_out & PE_MASK);
/* Pre-calculate P1 output states */
uint32_t p1_all_low = saved_p1_out & ~P1_CTRL_MASK;
uint32_t p1_P_high_N_low = p1_all_low | P_OUT_MASK;
uint32_t p1_P_low_N_high = p1_all_low | N_OUT_MASK;
uint32_t p1_DMP_high = p1_all_low | DMP_MASK;
__disable_irq();
/* Initialize: Set all signals to LOW */
NRF_P0->OUTCLR = PE_MASK;
NRF_P1->OUT = p1_all_low;
/* PE rises first with margin before pulses start */
NRF_P0->OUTSET = PE_MASK;
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
/*--------------------------------------------------------------------------
* Generate 2.2MHz pulse burst
*
* 2.2 MHz: 454ns period, 227ns half-period
* At 64MHz CPU (1 NOP = 15.625ns):
* First half: 11 NOPs - positive pulse width
* Second half: 10 NOPs - negative pulse width
* Total: 21 NOPs per cycle (~2.2 MHz)
*------------------------------------------------------------------------*/
for (uint8_t i = 0; i < cycles; i++)
{
/* First half-period: P_OUT=HIGH, N_OUT=LOW (positive pulse width) */
NRF_P1->OUT = p1_P_high_N_low;
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP();
__NOP();
/* Second half-period: P_OUT=LOW, N_OUT=HIGH (negative pulse width) */
NRF_P1->OUT = p1_P_low_N_high;
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
}
/* DMP (Dump) pulse */
NRF_P1->OUT = p1_DMP_high;
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
/* DMP falls, PE remains HIGH for margin period */
NRF_P1->OUT = p1_all_low;
__NOP(); __NOP(); __NOP();
/* End of sequence: PE OFF */
NRF_P0->OUTCLR = PE_MASK;
__enable_irq();
}
/**
* @brief Software-based burst at 1.7 MHz
* @param cycles Number of cycles (1~20)
*
* Timing:
* 1.7 MHz: 588ns period, 294ns half-period
* At 64MHz CPU (1 NOP = 15.625ns):
* First half: 17 NOPs (~266ns) + register write (~30ns) = ~296ns
* Second half: 14 NOPs (~219ns) + loop overhead (~47ns) = ~266ns
* Total: ~532-588ns per cycle
*/
/*
* 소프트웨어 버스트 - 1.7MHz
* NOP 타이밍: 반주기 294ns
* 첫 반주기: 18 NOP(≒281ns) + 레지스터 쓰기(≒30ns) = ≒311ns
* 둘째 반주기: 10 NOP(≒156ns) + 루프 오버헤드(≒47ns) + 레지스터 쓰기(≒30ns) = ≒233ns
* 합계: ≒532~588ns (≒1.7MHz)
*/
void dr_piezo_burst_sw_17mhz(uint8_t cycles)
{
/* Clamp cycles to valid range (1-20) */
if (cycles < 1) cycles = 1;
if (cycles > 20) cycles = 20;
/* Disable GPIOTE hardware control to prevent conflicts */
nrf_gpiote_task_disable(GPIOTE_CH_P_OUT);
nrf_gpiote_task_disable(GPIOTE_CH_N_OUT);
/* Save port states BEFORE any GPIO config */
uint32_t saved_p1_out = NRF_P1->OUT;
uint32_t saved_p0_out = NRF_P0->OUT;
/* Configure all signal pins as outputs */
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_PE);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_DMP);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_P_OUT);
nrf_gpio_cfg_output(DR_PIEZO_PIN_N_OUT);
/* Restore port states (nrf_gpio_cfg_output may clear bits) */
NRF_P1->OUT = saved_p1_out;
NRF_P0->OUT = (NRF_P0->OUT & ~PE_MASK) | (saved_p0_out & PE_MASK);
/* Pre-calculate P1 output states (PE는 P0에서 OUTSET/OUTCLR로 제어) */
uint32_t p1_all_low = saved_p1_out & ~P1_CTRL_MASK;
uint32_t p1_P_high_N_low = p1_all_low | P_OUT_MASK;
uint32_t p1_P_low_N_high = p1_all_low | N_OUT_MASK;
uint32_t p1_DMP_high = p1_all_low | DMP_MASK;
__disable_irq();
/* Initialize: Set all signals to LOW */
NRF_P0->OUTCLR = PE_MASK; // PE OFF
NRF_P1->OUT = p1_all_low;
/* PE rises first with margin before pulses start */
NRF_P0->OUTSET = PE_MASK; // PE ON
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP();
/*--------------------------------------------------------------------------
* Generate 1.7MHz pulse burst
*
* 1.7 MHz: 588ns period, 294ns half-period
* At 64MHz CPU (1 NOP = 15.625ns):
* First half: 17 NOPs (~266ns) + register write (~30ns) = ~296ns
* Second half: 14 NOPs (~219ns) + loop overhead (~47ns) = ~266ns
* Total: ~532-588ns per cycle
*------------------------------------------------------------------------*/
for (uint8_t i = 0; i < cycles; i++)
{
/* First half-period: P_OUT=HIGH, N_OUT=LOW */
NRF_P1->OUT = p1_P_high_N_low;
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP();
__NOP();
/* Second half-period: P_OUT=LOW, N_OUT=HIGH */
NRF_P1->OUT = p1_P_low_N_high;
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
//__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
}
/* DMP (Dump) pulse */
NRF_P1->OUT = p1_DMP_high;
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
/* DMP falls, PE remains HIGH for margin period */
NRF_P1->OUT = p1_all_low;
__NOP(); __NOP(); __NOP();
/* End of sequence: PE OFF */
NRF_P0->OUTCLR = PE_MASK; // PE OFF
__enable_irq();
}
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