AT32講堂030 | AT32F421 CMP使用指南

CMP特性

比較器遲滯程度可配

定時(shí)器輸出作為比較器消隱源

比較器輸出極性可配

比較器輸出速度可配

比較器同相和反相輸入源可選：

— I/O引腳

— 內(nèi)部參考電壓和三個(gè)系數(shù)分壓值(1/4，1/2，3/4)

支持輸出重定向功能：

— 普通I/O

— 定時(shí)器斷路輸入TMRx_BRK

— 定時(shí)器輸入捕獲TMR_CH

— 定時(shí)器輸出比較參考值清零TMR_CH_CLR

結(jié)合EXINT產(chǎn)生中斷，從低功耗模式喚醒

CMP可用于多種功能，包括：

• 由模擬信號(hào)觸發(fā)從低功耗模式喚醒
• 模擬信號(hào)調(diào)節(jié)
• 與定時(shí)器的PWM輸出結(jié)合使用時(shí)，組成逐周期的電流控制環(huán)路

CMP功能介紹

CMP功能框圖

圖1. CMP功能框圖

遲滯

寄存器CMP_CTRLSTS的CMPHYST[1：0]控制比較器遲滯輸出，該功能可避開噪聲信號(hào)帶來(lái)的虛假傳輸信號(hào)，如果不需要遲滯，可以關(guān)閉掉。圖2. 比較器遲滯

輸出消隱功能

寄存器CMP_CTRLSTS的CMPBLANKING[2：0]位用于選擇比較器消隱窗口的來(lái)源，該功能可以用于防止電流調(diào)節(jié)在PWM起始時(shí)刻產(chǎn)生的尖峰電流。圖3. 比較器輸出消隱

干擾濾波器

干擾濾波器可以用來(lái)濾除毛刺和噪聲干擾。

濾波器的敏感性由H_PULSE_CNT和L_PULSE_CNT 位控制。濾波器的敏感性會(huì)影響相同的連續(xù)采樣的數(shù)量，在濾波器輸入上檢測(cè)到此類連續(xù)采樣時(shí)，才能將某信號(hào)電平變化視為有效切換。例如H_PULSE_CNT=2和L_PULSE_CNT=1時(shí)干擾濾波器時(shí)序圖，如下：

圖4. 干擾濾波器時(shí)序圖

注：因?yàn)闉V波器采樣數(shù)據(jù)需要時(shí)鐘，系統(tǒng)在深度睡眠模式下關(guān)閉比較器時(shí)鐘，因此，要讓比較器在深度睡眠模式下工作，必須在進(jìn)入深度睡眠模式前關(guān)閉濾波器（G_FILTER_EN寄存器中的GFE=0）。

CMP中斷

比較器輸出從內(nèi)部連接到擴(kuò)展中斷和事件控制器，能夠產(chǎn)生中斷或事件。該機(jī)制還可以用于退出低功耗模式。

比較器通過(guò)EXINT線21來(lái)產(chǎn)生中斷或事件。

應(yīng)用實(shí)例

下面介紹了比較器的三個(gè)應(yīng)用實(shí)例，分別是：

• 輸出消隱功能
• 干擾濾波功能
• 深度睡眠模式喚醒

這三個(gè)實(shí)例演示了比較器的用途，并介紹了它們與定時(shí)器等外設(shè)聯(lián)合工作的方式，為了方便用戶快速入門使用AT32F421xx的比較器，本文檔介紹的三個(gè)應(yīng)用實(shí)例的工程代碼都可以在BSP軟件包的AT32F421_Firmware_Library_V2.x.x\project\at_start_f421\examples\cmp中獲取到，以下三個(gè)實(shí)例對(duì)應(yīng)工程名稱分別為：blanking，glitch_filter和deep_sleep_mode。

注：所有project都是基于keil 5而建立，若用戶需要在其他編譯環(huán)境上使用，請(qǐng)參考AT32xxx_Firmware_Library_V2.x.x\project\at_start_xxx\templates中各種編譯環(huán)境（例如IAR6/7,keil 4/5）進(jìn)行簡(jiǎn)單修改即可。

輸出消隱功能

前面提到了輸出消隱的功能，下面來(lái)看一下這個(gè)功能的具體用法，首先我們需要在TMR1/3/15中選擇一個(gè)TMR_CHx來(lái)作為比較器的消隱窗口，這里需要相應(yīng)的配置好CMP_CTRLSTS中的CMPBLANKING位來(lái)進(jìn)行選擇。由于沒有單獨(dú)的使能位，只要此位非0就表示開啟了blanking功能。這里我們選擇TMR1_CH1的輸出比較PWM模式1來(lái)作為CMP的消隱窗口，外部輸入100kHz的方波來(lái)模擬CMP同相輸入端。則可以得到如下波形：圖5. 輸出消隱波形

干擾濾波功能

對(duì)于干擾濾波功能也使用TMR來(lái)做一個(gè)輔助測(cè)試，使用TMR1的PWM模式來(lái)模擬CMP同相輸入信號(hào)，然后完成對(duì)CMP比較后的輸出波形的濾波。配置方式如下：

• 配置TMR1_CH1為PWM模式2，頻率468.7KHz，周期2.1333us，占空比50%
• CMP濾波配置為H_PULSE_CNT=63，L_PULSE_CNT =0，即濾掉64個(gè)PCLK的高電平
• 連接TMR1_CH1(PA8)與CMP_NINV(PA1)

在主頻120mHz時(shí)，每個(gè)PCLK周期為8.33ns，64個(gè)PCLK就是533.33ns，CMP濾波前高電平時(shí)長(zhǎng)為1066.66ns，則CMP濾波后高電平占空比減半，即為25%占空比。但是，以上僅為理論值，實(shí)際測(cè)試發(fā)現(xiàn)最終輸出會(huì)有誤差，這是由于CMP輸出有一定的偏移，在無(wú)濾波的情況下實(shí)際CMP輸出的高電平長(zhǎng)度會(huì)比輸入多26ns，偏移量會(huì)隨著輸入頻率的增加而增加，最多26ns。實(shí)測(cè)得到的波形如下：

圖6. 干擾濾波波形

深度睡眠模式喚醒

利用比較器的以下兩個(gè)特性：

• CMP極性選擇邏輯和輸出端口的重定向工作獨(dú)立于PCLK時(shí)鐘
• CMP輸出可以連接到EXINT線21

可以將MCU從深度睡眠模式喚醒，只需要在使能CMP的基礎(chǔ)上，將EXINT 21配置為中斷或事件模式即可。需要注意的是在退出深度睡眠模式后需要重新配置系統(tǒng)時(shí)鐘，具體配置方法請(qǐng)參考BSP提供的example。圖7. 深度睡眠模式喚醒

關(guān)于雅特力雅特力科技于2016年成立，是一家致力于推動(dòng)全球市場(chǎng)32位微控制器(MCU)創(chuàng)新趨勢(shì)的芯片設(shè)計(jì)公司，專注于ARM Cortex-M4/M0+的32位微控制器研發(fā)與創(chuàng)新，全系列采用55nm先進(jìn)工藝及ARM Cortex-M4高效能或M0+低功耗內(nèi)核，締造M4業(yè)界最高主頻288MHz運(yùn)算效能，并支持工業(yè)級(jí)別芯片工作溫度范圍（-40°~105°）。雅特力目前已累積相當(dāng)多元的終端產(chǎn)品成功案例：如微型打印機(jī)、掃地機(jī)、光流無(wú)人機(jī)、熱成像儀、激光雷達(dá)、工業(yè)縫紉機(jī)、伺服驅(qū)控、電競(jìng)周邊市場(chǎng)、斷路器、ADAS、T-BOX、數(shù)字電源、電動(dòng)工具等終端設(shè)備應(yīng)用，廣泛地覆蓋5G、物聯(lián)網(wǎng)、消費(fèi)、商務(wù)及工控等領(lǐng)域。