关于STC15F2K60S2的脉冲捕获应用

STC15F2K60S2的脉冲捕获应用1．PCA工作模式寄存器CMODPCA工作模式寄存器的格式如下：CMOD：PCA工作模式寄存器SFRnameAddressbitB7B6B5B4B3B2B1B0CCOND9HnameCIDL---CPS2CPS1CPS0ECFCIDL:空闲模式下是否停止PCA计数的控制位。当CIDL=0时，空闲模式下PCA计数器继续工作；当CIDL=1时，空闲模式下PCA计数器停止工作。CPS2、CPS1、CPS0:PCA计数脉冲源选择控制位。PCA计数脉冲选择如下表所示。CPS2CPS1CPS0选择PCA/PWM时钟源输入0000，系统时钟，SYSclk/120011，系统时钟，SYSclk/20102，定时器0的溢出脉冲。由于定时器0可以工作在T1模式，所以可以达到记一个时钟就溢出，从而达到最高频率CPU工作时钟SYSclk，通过改变定时器0的溢出率，可以实现可调频率的PWM输出0113，ECI/P1.2(或P4.1)脚输入的外部时钟（最大速率=SYSclk/2）1004，系统时钟，SYSclk1015，系统时钟/4，SYSclk/41106，系统时钟/6，SYSclk/61117，系统时钟/8，SYSclk/8例如，CPS2/CPS1/CPS0=1/0/0时，PCA/PWM的时钟源是SYSclk,不用定时器0，PWM的频率为SYSclk/256如果要用系统时钟/3来作为PCA的时钟源，应让T0工作在1T模式，计数3个脉冲即产生溢出。输出14K~19K频率的PWM。用T0的溢出可对系统时钟进行1~256级分频。ECF：PCA计数溢出中断使能位。当ECF=0时，禁止寄存器CCON中CF位的中断。当ECF=1时，允许寄存器CCON中CF位的中断。2．PCA控制寄存器CCONPCA控制寄存器的格式如下：CCON：PCA控制控制寄存器SFRnameAddressbitB7B6B5B4B3B2B1B0CCOND8HnameCFCR----CCF1CCF0CF：PCA计数器阵列溢出标志位。当PCA计数器溢出时，CF由硬件置位。如果CMOD寄存器的ECF位置位，则CF标志可用来产生中断。CF位可通过硬件或软件置位，但只可通过软件清零。CR：PCA计数器阵列运行控制位。该位通过软件置位，用来起动PCA计数器阵列计数。该位通过软件清零，用来关闭PCA计数器。CCF1:PCA模块1中断标志。当出现匹配或捕获时该位有硬件置位。该位必须通过软件清零.CCF0:PCA模块0中断标志。当出现匹配或捕获时改为由硬件置位。该位必须通过软件清零。3．PCA比较/捕获寄存器CCAPM0和CCAPM1PCA模块0的比较/捕获寄存器的格式如下：CCAPM0：PCA模块0的比较、捕获寄存器SFRnameAddressBitB7B6B5B4B3B2B1B0CCAPM0DAHname-ECOM0CAPP0CAPN0MAT0TOG0PWM0ECCF0B7:保留为将来之用。ECOM0：允许比较器功能控制位。当ECOM0=1时，允许比较器功能。CAPP0：正捕获控制位。当CAPP0=1时，允许上升沿捕获。CAPN0:负捕获控制位。当CAPN0=1时，允许下降沿捕获。MAT0：匹配控制位。当MAT0=1时，PCA计数值与模块的比较/捕获寄存器的值的匹配将置位CCON寄存器的中断段标志位CCF0.TOG0：翻转控制位。当TOG0=1时。工作在PCA高速输出模式，PCA计数器的值与模块的比较/捕获寄存器的值得匹配将使CEX0脚翻转。（CEX0/PCA0/PWM0/P1.3或CEX0/PCA0/PWM0/P4.2）PWM0:脉宽调节模式。当PWM0=1时，允许CEX0脚用作脉宽调节输出。（CEX0/PCA0/PWM0/P1.3或CEX0/PCA0/PWM0/P4.2）ECCF0：使能CCF0中断。使能寄存器CCON的比较/捕获标志CCF0，用来产生中断。PCA模块1的比较/捕获寄存器的格式如下：CCAPM1：PCA模块1的比较/捕获寄存器SFRnameAddressBitB7B6B5B4B3B2B1B0CCAPM1DBHname-ECOM1CAPP1CAPN1MAT1TOG1PWM1ECCF1B7：保留为将来之用。ECOM1：允许比较器功能控制位。当ECOM1=1时，允许比较器功能。CAPP1：正捕获控制位。当CAPP1=1时，允许上升沿捕获。CAPN1：负捕获控制位。当CAPN1=1，允许下降沿捕获。MAT1：匹配控制位。当MAT1=1，PCA计数值与模块的比较/捕获寄存器的值得匹配将置位CCON寄存器的中断标志位CCF1。TOG1翻转控制位。当TOG1=1时。工作在PCA高速输出模式，PCA计数器的值与模块的比较/捕获寄存器的值得匹配将使CEX1翻转。（CEX1/PCA1/PWM1P1.4或EX1/CA1/WM1/P4.3PWM1脉宽调节模式。当PWM1=1时，允许CEX1脚作脉宽调节输出。（CEX1/PCA1/PWM1/P1.4或EX1/CA1/WM1/P4.3ECCF1：使能CCF0中断。使能寄存器CCON的比较/捕获标志CCF1，用来产生中断。PCA模块的工作模式设定表如下表所列：PCA模块工作模式设定（CCAPMn寄存器，n=0,1）-ECOMnCAPPnCAPNnMATnTOGnPWMnECCFn模块功能0000000无此操作10000108位PWM，无中断11000118位PWM输出，由低变高产生中断10100118位PWM输出，由高变低产生中断11100118位PWM输出，由高变低或由低到高X10000X16位捕获模式，由CEXn/PCAn的上升沿触发X01000X16位捕获模式，由CEXn/PCAn的下降沿触发X11000X16位捕获模式，由CEXn/PCAn的跳变触发100100X16位软件定时器100110X16位高速输出PCA的16位计数器——低8位CL和8位CHCL和CH地址分别为E9H和F9H，复位值均为00H，用于保存PCA的装载值。PCA捕捉/比较寄存器——CCAPnL（低位字节）和CCAPnH（高位字节）当PCA模块用于捕获或比较时，它们用于保存各个模块的16位捕捉计数值；当PCA模块用于PWM模式时，它们用于控制输出的占空比。其中，n=0、1，分别对应模块0和模块1。复位值均为00H。它们对应的地址分别为：CCAP0L——EAH、CCAP0H——FAH：模块0的捕捉/比较寄存器。CCAP1L——EBH、CCAP1H——FBH：模块1的捕捉/比较寄存器。PCA模块PWM寄存器PCA_PWM0和PCA_PWM1PCA模块0的PWM寄存器的格式如下：PCA_PWM0：PCA模块0的PWM寄存器SFRnameAddressbitB7B6B5B4B3B2B1B0PCA_PWM0F2Hname------EPC0HEPC0LEPC0H:在PWM模式下，与CCAP0H组成9位数。EPC0L:在PWM模式下，与CCAP0L组成9位数。PCA模块1的PWM寄存器的格式如下：PCA_PWM1：PCA模块1的PWM寄存器SFRnameAddressbitB7B6B5B4B3B2B1B0PCA_PWM1F3Hname------EPC1HEPC1LEPC1H:在PWM模式下，与CCAP1H组成9位数。EPC1L:在PWM模式下，与CCAP1L组成9位数。PCA模块的工作模式捕获模式：要使一个PCA模块工作在捕获模式，寄存器CCAPMn的两位（CAPNn和CAPPn）或其中任何一位必须置1。PCA模块工作于捕获模式时，对模块的外部CCPn输入（CCP0/P1.3，CCP1/P1.4）的跳变进行采样。当采样到有效跳变时，PCA硬件就将PCA计数器阵列寄存器（CH和CL）的值装载到模块的捕获寄存器中（CCAPnL和CCAPnH）。如果CCON特殊功能寄存器的位CCFn和CCAPMn特殊功能寄存器中的位ECCFn位被置位，将产生中断。可在中断服务程序中判断哪一个模块产生了中断，并注意中断标志位的软件清零问题。位软件定时器模式通过置位CCAPMn寄存器的ECOM和MAT位，可使PCA模块用作软件定时器（上图）。PCA定时器的值与模块捕获寄存器的值相比较，当两者相等时，如果位CCFn（在CCON特殊功能寄存器中）和位ECCFn（在CCAPMn特殊功能寄存器中）都置位，将产生中断。[CH,CL]每隔一定的时间自动加1，时间间隔取决于选择的时钟源。例如，当选择的时钟源为SYSclk/12,每12个时钟周期[CH,CL]加1。当[CH,CL]增加到等于[CCAPnH,CCAPnL]时，CCFn=1,产生中断请求。如果每次PCA模块中断后，在中断服务程序中断给[CCAPnH,CCAPnL]增加一个相同的数值，那么下次中断来临的间隔时间T也是相同的，从而实现了定时功能。定时时间的长短取决于时钟源的选择以及PCA计数器数值的设置。下面举例说明PCA计数器计数值的计算方法。假设，系统时钟频率SYSclk=18.432MHz,选择的时钟源为SYSclk/12,定时时间T为5ms,则PCA计数器计数值为：PCA计数器的计数值=T/（（1/SYSclk）*12）=0.005/(1/18432000)*12）=7680（10进制数）=1E00H(16进制数)也就是说，PCA计时器计数1E00H次，定时时间才是5ms,这也就是每次给[CCAPnH,CCAPnL]增加的数值（步长）。脉宽调节模式（PWM）脉宽调节模式（PWM,PulseWidthModulation）是一种使用程序来控制波形占空比、周期、相位波形的技术，在三相电机驱动、D/A转换等场合有广泛的应用。STC12C5A60S2系列单片机的PCA模块可以通过程序设定，使其工作于8位PWM模式。PWM模式的结构如下图所示。EPCnHCCAPnHEPCnLCCAPnL[7:0]0CL[7:0]9位比较器—CAPNnCAPPnPWMnECOMnECCFnTOGnMATn(0,CL[7:0])(EPCnL,CCPnL[7:0])(0,CL[7:0])=(EPCnL,CCPnL[7:0])CLoverflow1010000enable输出0输出1CCAPMn，n=0,1,2地址：Dah,DBh,DChPWMn所有PCA模块都可用作PWM输出。输出频率取决于PCA定时器的时钟源。由于所有模块共用仅有的PCA定时器，所有它们的输出频率相同。各个模块的输出占空比是独立变化的，与使用的捕获寄存器[EPCnL,CCAPn]有关。当寄存器CL的值小于{EPCNL,CCAPNL}时，输出为低；当寄存器CL的值等于或大于{EPCnL,CCAPnL}时，输出为高。当CL的值由FF变为00溢出时，[EPCnH，CCQAPnH]的内容装载到{EPCnL,CCAPnL}中。这样就可实现无干扰地更新PWM。要使能PWM模式，模块CCAPMn寄存器的PWMn和ECOMn位必须置位。由于PWM是8位的，所以：PWM的频率=PCA时钟输入源频率/256PCA时钟输入源可以从以下8种中选择一种:SYScLK,SYSclk/2,SYSclk/4,SYSclk/6,SYSclk/8,SYSclk/12,定时器0的溢出，ECI/P3.4输出入。举例：要求PWM输出频率为38KHZ，选SYSclk为PCA/PWM时钟输入源，求出SYSclk的值由计算公式38000=SYSclk/256,得到外部时钟频率SYSclk=38000x256x1=9728000如果要实现可调频率的PWM输出，可选择定时器0的溢出率或者ECI脚的脚入作为PCA/PWM的时钟输入源当EPCnL=0及ECCAPnL=00H时，PWM固定输出高当EPCnL=1及ECCAPnL=0FFH时，PWM固定输出低当某个I/O口作为PWM使用时，该口的状态：PWM之前口的状态PWM输出时的状态弱上拉/准双向强推挽输出/强上拉输出，要加输出限流电阻1K~10K强推挽输出/强上拉输出强推挽输出/强