STC單片機(jī)PCA代碼測(cè)試的方法及過程解析

MPC82G516為***笙泉公司生產(chǎn)的8位MCU，兼容8051。內(nèi)建PCA功能6個(gè)模塊，模塊0—5對(duì)應(yīng)P1.2—P1.7， P1.1為輸入脈沖源ECI。本文記錄了測(cè)試PCA的代碼和過程，重點(diǎn)分析各寄存器的設(shè)置，還通過邏輯分析儀記錄相關(guān)波形。STC15F60S2等芯片也內(nèi)建PCA功能，不過僅3模塊，但功能更為豐富，設(shè)置編程過程大同小異，可參考。

1、相關(guān)寄存器：

寄存器

功能

地址

7

6

5

4

3

2

1

0

描述

CCON

控制

D8

CF

CR

CCF5

CCF4

CCF3

CCF2

CCF1

CCF0

CR：?jiǎn)⑼CA總計(jì)數(shù)器

CF：PCA總計(jì)數(shù)器溢出標(biāo)志

CCF0-5：各模塊中斷標(biāo)志

CMOD

模式

D9

CIDL

—

—

—

—

CPS1

CPS0

ECF

CIDL：空閑模式是否計(jì)數(shù)

CPS1、CPS0：時(shí)鐘源：12分.2分.T0.ECI.四選一

ECF：PCA計(jì)數(shù)溢出中斷

AUXIE

中斷

AD

—

—

EKB

ES2

EBD

EPCA

EADC

ESPI

EPCA：PCA中斷開關(guān)

CCAPM

0-5

模塊模式

DA-

DF

—

ECOM

0-5

CAPP

0-5

CAPN

0-5

MAT

0-5

TOG

0-5

PWM

0-5

ECCF

0-5

ECOMn 允許比較

CAPPn 上升CAPNn 下降

MATn 匹配CCFn位

TOGn 匹配翻轉(zhuǎn)引腳電平

PWM脈寬調(diào)制輸出

ECCFn 使能中斷信號(hào)CCFn

CCAPnL

捕獲

寄存器

EA-EF

比較：先設(shè)初值，與PCA比較

捕獲：捕獲PCA值到寄存器

CCAPnH

FA-FF

PCAP

WM0-5

PWM

模式

F2-

F7

—

—

—

—

—

—

ECA

PnH

0-5

ECA

PnL

0-5

PWM時(shí)作為第9位

用于設(shè)定占空比

CL、CH

PCA

PCA總計(jì)數(shù)器

AUXR1

引腳

8E

P4KB

P4PCA

P4SPI

P4S2

GF2

—

—

DPS

P4PCA：引腳切換到P4口

2、比較、捕獲模式設(shè)置寄存器CCAPM0-5：

CCAPMn

16進(jìn)值

有/無中斷

功能

備注

-000 0000

無操作

-x10 000x

20/21

16位CEXn引腳上升沿觸發(fā)捕獲模式

捕獲值不處理僅進(jìn)中斷，相當(dāng)于增加了外部中斷功能

-x01 000x

10/11

16位CEXn引腳下降沿觸發(fā)捕獲模式

-x11 000x

30/31

16位CEXn引腳有跳變沿觸發(fā)捕獲模式

-100 100x

48/49

16位軟件定時(shí)器

均需進(jìn)中斷重設(shè)比較值，并清0中斷標(biāo)志，因此最小定時(shí)值》=5us。差別是定時(shí)器僅利用中斷信號(hào)，高速輸出則利用對(duì)應(yīng)引腳電平的翻轉(zhuǎn)

-100 110x

4C/4D

16位高速輸出

-100 0010

42/

8位PWM

占空比=1-［ECAPnH，CCAPnL］/256

3、PCA功能使用步驟：

1） 確定CCON=0x00;一般先清0

2）確定CMOD=0x00;00不開PCA中斷，01開；脈沖源為FSOC/12

3）AUXIE = 0x04;打開PCA總中斷開關(guān)，捕獲及定時(shí)均要打開，PWM時(shí)可關(guān)閉

4）設(shè)置各模塊工作模式寄存器CCAPMn，見表2

5）設(shè)置PCA計(jì)數(shù)器初值：CL=0;CH=0

6）定時(shí)或高速輸出時(shí)，需設(shè)置CCAPnL及CCAPnH值

7）PWM功能時(shí)，需設(shè)置CCAPnH（及ECAPnH在PCAPWM寄存器中）

8）啟動(dòng)PCA計(jì)數(shù)：CR=1；如有必要打開總中斷：EA=1

9）寫中斷處理函數(shù)，MPC82G516的PCA中斷向量為10（53H），STC15F60S2為7

4、PCA功能邏輯圖：

5、PCA中斷邏輯示意圖：

6、PCA中斷向量

MPC82G516的PCA中斷編號(hào)為10。STC15F60S2的中斷矢量為7。

測(cè)試1：PCA總計(jì)數(shù)器溢出中斷

思路：不使用任何模塊，僅啟動(dòng)PCA總計(jì)數(shù)器，為方便觀察，開通中斷并在中斷處理程序中設(shè)置觀察變量（P2.1）作電平翻轉(zhuǎn)，再用邏輯分析儀觀察其變化。

步驟：

1、CCON清0，各中斷標(biāo)志清0，關(guān)閉PCA計(jì)數(shù)

2、CMOD：設(shè)置脈沖源，置位ECF（允許總PCA計(jì)數(shù)溢出中斷）

3、打開各級(jí)中斷：AUXIE中設(shè)EPCA，開總中斷EA

4、啟動(dòng)PCA：CR=1

在p2.1可觀察到65.536寬度電平翻轉(zhuǎn)。程序如下：

程序：

#include “REG_MPC82G516.H”

#include “intrins.h”

sbit LED =P2^1;//測(cè)試LED

void PCA_isr（） interrupt 10 //注意中斷向量號(hào)為10，STC15F為7

{

CF=0;//清中斷

LED=！LED;//LED取反

}

void main（）

{

CCON=0;

CL=0;

CH=0;

CMOD=0x01;//12分頻。使用0x03則為系統(tǒng)時(shí)鐘2分頻

AUXIE=0x04;

EA=1;

CR=1;

while（1）;

}

FOSC/12：PCA計(jì)數(shù)每65.531ms溢出一次（理論值應(yīng)為65.536ms）

如果改脈沖源為FOSC/2：PCA計(jì)數(shù)每10.922ms溢出一次

測(cè)試2：PCA模塊0用作捕獲模式，CEX0引發(fā)中斷

思路：

模塊0設(shè)置為捕獲模式，捕獲信號(hào)由模塊0對(duì)應(yīng)的引腳P1.2輸出，可上升、下降或邊緣觸發(fā)，具體通過設(shè)置CCAPM0來實(shí)現(xiàn)，見表2。

下降沿觸發(fā)捕獲：CCAPM0=0x11 （00010001），即CAPN0=1、ECCF0=1可直接短接CEX0/P1.2與地來獲得下降沿；

上升沿觸發(fā)捕獲：CCAPM0=0x21 （00100001） 需先短接CEX0/P1.2與地、再釋放來獲得上升沿；

注意MCU的四個(gè)端口復(fù)位后均為“準(zhǔn)雙向口”，開路時(shí)內(nèi)部有弱上拉。

當(dāng)CEX0觸發(fā)捕獲時(shí)，捕獲到的數(shù)據(jù)并不作處理（如帶仿真，可仿真時(shí)查看到該捕獲值），因此本程序相當(dāng)于為單片機(jī)增加了一個(gè)外部中斷功能。

程序：

#include “REG_MPC82G516.H”

#include “intrins.h”

sbit LED =P2^1;//測(cè)試LED

sbit LED2=P2^2;//接LED觀察

void PCA_isr（） interrupt 10

{

unsigned charTmpL;//臨時(shí)變量，暫存捕獲值

unsigned charTmpH;

//CF=0; //清中斷（PCA計(jì)數(shù)溢出，這里不必使用）

LED=！LED;//LED取反

if （CCF0）//當(dāng)CEX0（P1.2）觸發(fā)捕獲時(shí)，引發(fā)中斷CCF0

{

TmpL=CCAP0L;

TmpH=CCAP0H;

CCF0=0;//軟件清中斷

//P12=1;//拉高測(cè)試引腳，用于下次下降沿觸發(fā)

LED2=！LED2;//可接發(fā)光二極管觀察中斷產(chǎn)生情況

}

}

void main（）

{

CCON=0;

CL=0;

CH=0;

CMOD=0x00;//模式：FSOC/12、ECF禁止PCA中斷（以免產(chǎn)生無效中斷）

AUXIE=0x04;//打開PCA總中斷

CCAPM0 =0x11;//模塊0設(shè)置為外部引腳上升沿觸發(fā)捕獲模式，并產(chǎn)生模塊0的中斷信息CCF0

EA=1;

CR=1;

//P12=1;

while（1）;

}

測(cè)試3：PCA模塊0、1用作16位定時(shí)模式

思路：

PCA各模塊如用作定時(shí)器，因16位PCA計(jì)數(shù)器啟動(dòng)后，總是從0000—FFFF循環(huán)計(jì)數(shù)，比較寄存器［CCAPnH + CCAPnL］如裝載固定值的話，每個(gè)PCA計(jì)數(shù)周期（65535個(gè)脈沖）只能產(chǎn)生一次比較相同輸出，為了實(shí)現(xiàn)自定義的計(jì)數(shù)值，必須在每次計(jì)數(shù)中斷后給［CCAPnH + CCAPnL］加一個(gè)固定值，這樣PCA計(jì)數(shù)到新值后又能產(chǎn)生中斷輸出，達(dá)到定時(shí)器的目的；

編程步驟：

1）　CCON清0，各中斷標(biāo)志清0，關(guān)閉PCA計(jì)數(shù)

2）CMOD：設(shè)置脈沖源，置位ECF（允許總PCA計(jì)數(shù)溢出中斷）

3）PCA計(jì)數(shù)器CH+CL=0000，比較寄存器［CCAPnH + CCAPnL］+=T（T為定時(shí)值）

4）設(shè)置本模塊工作方式為16位定時(shí)器：CCAPM0 =0x49

5）打開各級(jí)中斷：AUXIE=0x04 開總中斷EA

6） 啟動(dòng)PCA：CR=1

7） 中斷處理程序：添加代碼 ［CCAPnH + CCAPnL］+=T，作為下次比較值

觀察辦法：

在中斷程序中設(shè)置變量LED/P2.1（模塊1用LED2），每次中斷反轉(zhuǎn)以輸出方波（接邏輯儀分析）

代碼：（模塊0定時(shí)1ms，模塊1定時(shí)3ms）

#include “REG_MPC82G516.H”

#include “intrins.h”

sbit LED =P2^1;//測(cè)試LED

sbit LED2=P2^2;//接LED觀察

unsigned int t0=1000;//定義16位變量t，定時(shí)1ms

unsigned int t1=3000;//定義16位變量t，定時(shí)3ms

unsigned int value0;

unsigned int value1;

void PCA_isr（） interrupt 10

{

if（CCF0）

{

CCF0=0;//清中斷，因PCA計(jì)數(shù)溢出中斷已禁止，所以這里不必再清CF

CCAP0L = value0; //更新比較值