CW32L083模擬電壓比較器的使用

CW32L083 內(nèi)部集成 2 個(gè)模擬電壓比較器（VC），用于比較兩路模擬輸入電壓，并將比較結(jié)果從引腳輸出。兩路信號(hào)的正端支持8路外部模擬輸入，負(fù)端既支持外部輸入，也支持內(nèi)部電壓基準(zhǔn)等四種內(nèi)部電壓參考。比較結(jié)果輸出具有濾波功能、遲滯窗口功能，以及極性選擇。支持比較中斷，可用于低功耗模式下喚醒 MCU。

模擬電壓比較器主要特性

? 雙路模擬電壓比較器 VC1、VC2

? 內(nèi)部64階電阻分壓器

? 多達(dá)8路外部模擬信號(hào)輸入

? 4路片內(nèi)模擬輸入信號(hào)

- 內(nèi)置電阻分壓器輸出電壓

- 內(nèi)置溫度傳感器輸出電壓

- 內(nèi)置1.2V基準(zhǔn)電壓

- ADC參考電壓

? 可選擇輸出極性

? 支持遲滯窗口比較功能

? 可編程的濾波器和濾波時(shí)間

? 3種中斷觸發(fā)方式，可組合使用

- 高電平觸發(fā)

- 上升沿觸發(fā)

- 下降沿觸發(fā)

? 支持低功耗模式下運(yùn)行，中斷喚醒 MCU

下圖為模擬電壓比較器的功能框圖：

VC模擬電壓比較器將兩路模擬信號(hào)比較時(shí)可配置多種參數(shù)，如VC1_CR0.EN和VC1_CR0.HYS位分別控制VC使能及VC遲滯窗口配置。VC1_CR0.POL控制輸出結(jié)果極性，后端還有窗口比較功能配置及數(shù)字濾波模塊的配置。

VC1、VC2 的正負(fù)端輸入選擇，由控制寄存器 VCx_CR0 的 INP、INN 位域選擇，如下表所示：

模擬電壓比較器支持 8路外部模擬信號(hào)輸入，用戶必須將對(duì)應(yīng) GPIO端口配置為模擬功能（GPIOx_ANALOG.PINy = 1）。模擬電壓比較器支持將比較結(jié)果從引腳輸出，用戶必須將對(duì)應(yīng) GPIO 端口配置為數(shù)字輸出，同時(shí)選擇功能復(fù)用。VC1、VC2 支持的輸入輸出引腳如下表所示：

模擬電壓比較器還具有延遲/響應(yīng)時(shí)間配置，從VC使能或VC的正負(fù)兩端輸入電壓變化，到電壓比較器輸出正確比較結(jié)果的時(shí)間，被定義為比較器的延遲/響應(yīng)時(shí)間。延遲/響應(yīng)時(shí)間由控制寄存器 VCx_CR0 的 RESP 位域配置，響應(yīng)時(shí)間值從200ns到20μs四檔可調(diào)。

模擬電壓比較器可進(jìn)行輸出極性選擇，由控制寄存器VCx_CR0的POL位域設(shè)置，POL為1，即正端大于負(fù)端時(shí)VCx輸出低電平；POL為0，正端大于負(fù)端時(shí)VCx輸出高電平。

模擬電壓比較器具有數(shù)字濾波功能，電壓比較器內(nèi)置的數(shù)字濾波器，用于對(duì)電壓比較器的輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波，由控制寄存器VCx_CR1的FLTEN位域控制，F(xiàn)LTEN為1使能數(shù)字濾波，F(xiàn)LTEN為0禁止數(shù)字濾波。

模擬電壓比較器支持遲滯功能，使用遲滯功能后，比較器的輸出結(jié)果不會(huì)隨輸入信號(hào)的變化而立即翻轉(zhuǎn)，而是在兩路輸入信號(hào)的偏移值高于或低于遲滯閾值電壓后才發(fā)生翻轉(zhuǎn)。遲滯閾值電壓由控制寄存器VCx_CR0的HYS位域決定，配置為00時(shí)，沒有遲滯；配置為01時(shí)遲滯窗口大約10mV；配置為10時(shí)，遲滯窗口大約為20mV；配置為11時(shí)，遲滯窗口大約30mV。

模擬電壓比較器支持窗口比較功能，可將VC1和VC2的比較結(jié)果進(jìn)行異或操作后輸出，由控制寄存器VCx_CR0的WINDOW位域使能。WINDOW為1時(shí)，VCx_OUTW信號(hào)為 VC1_OUTP信號(hào)與VC2_OUTP 信號(hào)的異或值；WINDOW為0時(shí)，VCx_OUTW信號(hào)與VCx_OUTP 信號(hào)電平相同。

模擬電壓比較器支持BLANK窗口功能，在保持VCx模塊工作的同時(shí)，如果想暫時(shí)停止電壓比較功能，或者為避免某些應(yīng)用系統(tǒng)（比如電機(jī)控制）中，被監(jiān)測信號(hào)短時(shí)間的合理波動(dòng)造成電壓比較器的輸出電平發(fā)生不必要的翻轉(zhuǎn)，本芯片的電壓比較器增加了BLANK窗口功能，即當(dāng)指定的外部觸發(fā)條件啟動(dòng)BLANK窗口時(shí)，在設(shè)定的BLANK窗口期內(nèi)，不進(jìn)行電壓比較，電壓比較器的輸出電平保持當(dāng)前電平狀態(tài)。BLANK窗口期之后，電壓比較器恢復(fù)正常工作。BLANK窗口持續(xù)時(shí)間，由控制寄存器 VCx_CR1的BLANKFLT位域配置。BLANK窗口的觸發(fā)啟動(dòng)條件，由控制寄存器VCx_CR1的 BLANKCH1B、BLANKCH2B、BLANKCH3B位域配置，分別由ATIM的CH1B、CH2B、CH3B上升沿觸發(fā)啟動(dòng)BLANK窗口。

CW32L083 的電壓比較器支持在低功耗模式下工作，比較中斷可將芯片從低功耗模式下喚醒。設(shè)置控制寄存器 VCx_CR0 的 IE 位域?yàn)?1，使能 VCx 中斷，產(chǎn)生中斷時(shí)狀態(tài)寄存器 VCx_SR 的中斷標(biāo)志位 INTF 會(huì) 被硬件置 1，用戶可以向 INTF 位寫 0，清除中斷標(biāo)志。

設(shè)置控制寄存器 VCx_CR1 的 HIGHIE、RISEIE、FALLIE 位域，可選擇不同的中斷觸發(fā)方式：

? HIGHIE 為 1，VCx_OUT 輸出信號(hào)高電平觸發(fā)中斷

? RISEIE 為 1，VCx_OUT 輸出信號(hào)上升沿觸發(fā)中斷

? FALLIE 為 1，VCx_OUT 輸出信號(hào)下降沿觸發(fā)中斷

根據(jù)上述內(nèi)容介紹以下例程，通過VC模塊輸出信號(hào)的上升沿/下降沿觸發(fā)中斷功能。

//VC I/O初始化

void VC_PortInit(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};

//打開GPIO時(shí)鐘

REGBITS_SET( CW_SYSCTRL->AHBEN, SYSCTRL_AHBEN_GPIOA_Msk );

//打開VC時(shí)鐘

REGBITS_SET( CW_SYSCTRL->APBEN2, SYSCTRL_APBEN2_VC_Msk );

//set PA11 as output

GPIO_InitStructure.Pins = GPIO_PIN_11;

GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

GPIO_Init(CW_GPIOA, &GPIO_InitStructure);

//set PA11 as VC output

PA11_AFx_VC1OUT();

//set PA00 as VC1_CH0 P-INPUT

PA00_ANALOG_ENABLE();

//set PA01 as VC1_CH1 N-INPUT

PA01_ANALOG_ENABLE();

}

int main(void)

{

VC_InitTypeDef VC_InitStruct = {0};

VC_BlankTypeDef VC_BlankStruct = {0};

VC_OutTypeDef VC_OutStruct = {0};

//LED初始化

LED_Init();

//配置測試IO口

VC_PortInit();

//VC通道初始化

VC_InitStruct.VC_InputP = VC_InputP_Ch0;//將VC正端輸入為PA00的輸入信號(hào)

VC_InitStruct.VC_InputN = VC_InputN_Bgr1P2; //將VC負(fù)端輸入設(shè)置為內(nèi)部1.2V基準(zhǔn)電壓

VC_InitStruct.VC_Hys = VC_Hys_10mV;//將VC遲滯功能配置為10mV

VC_InitStruct.VC_Resp = VC_Resp_High;//VC反應(yīng)速度為高速

VC_InitStruct.VC_FilterEn = VC_Filter_Enable;//VC數(shù)字濾波模塊開啟

VC_InitStruct.VC_FilterClk = VC_FltClk_RC150K;//VC數(shù)字濾波時(shí)鐘為150KHz的RC振蕩器

VC_InitStruct.VC_FilterTime = VC_FltTime_4095Clk;//VC的數(shù)字濾波時(shí)間配置為濾波小于4095個(gè)時(shí)鐘信號(hào)

VC_InitStruct.VC_Window = VC_Window_Disable;//VC窗口比較功能關(guān)閉

VC_InitStruct.VC_Polarity = VC_Polarity_Low;

VC1_ChannelInit(&VC_InitStruct);

//VC Blank窗口初始化

VC1VC2_BlankInit(&VC_BlankStruct);

VC1_BlankCfg(&VC_BlankStruct);

//VC輸出連接初始化

VC1VC2_OutInit(&VC_OutStruct);

VC1_OutputCfg(&VC_OutStruct);

//VC中斷設(shè)置

VC1_ITConfig(VC_IT_FALL | VC_IT_RISE, ENABLE);

VC1_EnableIrq(VC_INT_PRIORITY);

VC1_ClearIrq();

VC1_EnableChannel();

while (1)

{

if(gFlagIrq)

{

PC03_TOG();

gFlagIrq = FALSE;

}

}

}

//LED I/O初始化

void LED_Init(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};

//打開GPIOC時(shí)鐘

REGBITS_SET(CW_SYSCTRL->AHBEN, SYSCTRL_AHBEN_GPIOC_Msk);

GPIO_InitStructure.Pins = GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3;

GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

GPIO_Init(CW_GPIOC, &GPIO_InitStructure);

//LED的初始狀態(tài)為滅

PC02_SETLOW();

PC03_SETLOW();

}

//VC1的中斷服務(wù)函數(shù)

void VC1_IRQHandler(void)

{

VC1_ClearIrq();

gFlagIrq = TRUE;

}

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

使用電源向PA00輸入電壓，PA11被復(fù)用為VC1的比較結(jié)果輸出引腳，當(dāng)電壓大于1.2V時(shí)， PA11輸出高電平，當(dāng)PA00輸入電壓小于1.2V時(shí)，PA11輸出低電平，而當(dāng)PA00的輸入電壓由1.2V以下變?yōu)?.2V以上或者從1.2V以上變?yōu)?.2V以下，LED的狀態(tài)會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn)。