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1 用户手册, V1.2, 内嵌 C166SV2 核的 16 位单片单片微控制器第 2 卷 ( 共 2 卷 ): 外设单元 Microcontrollers

2 Edition Published by Infineon Technologies AG München, Germany Infineon Technologies AG All Rights Reserved. Legal Disclaimer The information given in this document shall in no event be regarded as a guarantee of conditions or characteristics ( Beschaffenheitsgarantie ). With respect to any examples or hints given herein, any typical values stated herein and/or any information regarding the application of the device, Infineon Technologies hereby disclaims any and all warranties and liabilities of any kind, including without limitation warranties of non-infringement of intellectual property rights of any third party. Information For further information on technology, delivery terms and conditions and prices please contact your nearest Infineon Technologies Office ( Warnings Due to technical requirements components may contain dangerous substances. For information on the types in question please contact your nearest Infineon Technologies Office. Infineon Technologies Components may only be used in life-support devices or systems with the express written approval of Infineon Technologies, if a failure of such components can reasonably be expected to cause the failure of that life-support device or system, or to affect the safety or effectiveness of that device or system. Life support devices or systems are intended to be implanted in the human body, or to support and/or maintain and sustain and/or protect human life. If they fail, it is reasonable to assume that the health of the user or other persons may be endangered.

3 用户手册, V1.2, 内嵌 C166SV2 核的 16 位单片单片微控制器第 2 卷 ( 共 2 卷 ): 外设单元 Microcontrollers

4 , 第 2 卷 ( 共 2 卷 ): 外设单元版本信息 :V1.2, : 先前的版本 : V1.1, V1.0, 页内容从版本 V1.1, 到版本 V1.2, 的主要修正 修改 Br8 波特率 ( 表格最后一行 ) 21-9 更正图 更正公式 21-33, 调换两张图的位置 从版本 V1.0, 到版本 V1.1, 的主要修正 TwinCAN 的实现 : 更正对不存在引脚 (P4) 的错误描述 , 16-7 CAPCOM2: 更正对 T0 和 T1(CAPCOM1) 的错误描述 ADC 采样时间 更正公式 ( 位域 ADSTC) 期待您的指正 本手册中如有不当 错误及遗漏之处, 敬请批评指正, 以便我们不断改进用户手册的质量 请将您的建议 ( 以及本手册的相关参考资料 ) 发送至 : mcdocu-chinesecomments.xiy@infineon.com 声明 : 本中文用户手册中文用户手册是基于是基于英文英文版本的翻译, 如出现与英文用户手册不符之处, 请以英文用户手册为主 用户手册 V 1.2,

5 目录 : 目录 本用户手册分为两卷 : 系统单元 和 外设单元 为了便于用户的使用, 目录 ( 以及关键字索引 ) 将两卷中的章节 ( 以及关键字 ) 统一列出, 以便用户快速查阅相关内容 ( 卷 [1] 或卷 [2]) 1 简介 位微控制器系列产品 基本特性 缩写 命名规则 体系架构概况 基本 CPU 概念及优化 高指令带宽 / 快速执行 功能强大的执行单元 高性能的分支 调用和循环处理 统一 优化的指令格式 可编程多优先级中断系统 系统资源接口 片上系统资源 片上外设模块 时钟产生 功率管理特性 片上调试支持 (OCDS) 保护位 存储器结构 地址映射 特殊功能寄存器区 数据存储区 程序存储区 系统堆栈 IO 区 存储器边界越界 用户手册 1 V 1.2,

6 目录 3.8 片上程序 Flash 模块 Flash 工作模式 命令序列 纠错与数据完整性 保护与安全特征 Flash 状态信息 操作控制和错误处理 程序存储器控制 地址映射 Flash 存储器访问 IMB 控制功能 中央处理器 (CPU) ( 4.1 CPU 的组成 指令读取和程序流控制 分支检测和分支预测规则 预测正确的指令流 预测错误的指令流 指令处理流水线 通用寄存器引起的流水线冲突 间接寻址模式引起的流水线冲突 存储器带宽引起的流水线冲突 CPU-SFR 更新引起的流水线冲突 CPU 配置寄存器 通用寄存器的使用 GPR 寻址模式 上下文切换 代码寻址 数据寻址 短寻址模式 长寻址模式 间接寻址模式 DSP 寻址模式 系统堆栈 用户手册 2 V 1.2,

7 目录 4.8 标准数据处理 位加法器 / 减法器 阵列移位器和 16 位逻辑单元 位操作单元 乘除单元 DSP 数据处理 (MAC 单元 ) 数字的表示和舍入 位 16 位有符号 / 无符号乘法器和换算器 级联单元 一位换算器 位加法 / 减法器 数据限制器 累加移位器 位有符号累加器寄存器 MAC 单元状态字 MSW 重复计数器 MRW 常数寄存器 中断与强制中断功能 中断系统结构 中断仲裁与控制 中断向量表 外围事件控制器通道的操作 PEC 源指针与目的指针 PEC 传送控制 支持数据链的通道链接模式 PEC 中断控制 中断和 PEC 服务请求的优先级排序 上下文切换与状态保存 中断节点共享 外部中断 OCDS 请求 中断服务请求的响应延迟 强制中断功能 通用系统控制功能 用户手册 3 V 1.2,

8 目录 6.1 系统复位 复位源和复位阶段 复位后的状态 特定应用的初始化 系统启动配置 复位行为控制 时钟产生 振荡器 时钟产生和频率控制 时钟分配 振荡器看门狗 中断产生 外部时钟信号的产生 中央系统控制功能 状态指示 复位源指示 外设关闭握手机制 调试系统控制 寄存器安全机制 功率管理 功耗降低模式 降低时钟频率 灵活的外设管理 看门狗定时器 (WDT) ID 控制模块 并行端口 输入阈值控制 输出驱动器控制 端口复用功能 P1 口 P3 口 P5 口 P9 口 用户手册 4 V 1.2,

9 目录 8 专用引脚 LXBus 控制器 (EBC) ( 9.1 时序原则 基本总线周期协议 总线周期示例 : 最快访问周期 功能描述 配置寄存器简介 时序配置寄存器 TCONCS 功能配置寄存器 FCONCS 地址窗选择寄存器 ADDRSEL 对 TwinCAN 的访问控制 关机控制 EBC 寄存器表 引导程序加载器 进入引导程序加载模式 加载启动代码 退出引导程序加载模式 选择 BSL 波特率 调试系统 简介 调试接口 OCDS 模块 调试事件 调试动作 Cerberus 功能概述 指令集概述 器件规范 用户手册 5 V 1.2,

10 目录 14 通用定时器单元 定时器模块 GPT GPT1 核心定时器 T3 的控制 GPT1 核心定时器 T3 的工作模式 GPT1 辅助定时器 T2/T4 的控制 GPT1 辅助定时器 T2/T4 的工作模式 GPT1 时钟信号控制 GPT1 定时器寄存器 GPT1 定时器的中断控制 定时器模块 GPT GPT2 核心定时器 T6 的控制 GPT2 核心定时器 T6 的工作模式 GPT2 辅助定时器 T5 的控制 GPT2 辅助定时器 T5 的工作模式 GPT2 寄存器 CAPREL 工作模式 GPT2 时钟信号控制 GPT2 定时器寄存器 GPT2 定时器和 CAPREL 的中断控制 GPT 模块接口 实时时钟 确定 RTC 的时间基准 RTC 运行控制 RTC 工作模式 位定时器操作 系统时钟操作 周期性中断的产生 RTC 中断产生 模数转换器 模式选择 兼容模式 增强模式 ADC 操作 固定通道转换模式 用户手册 6 V 1.2,

11 目录 自动扫描转换模式 等待读取模式 通道插入模式 自动校准 转换时间控制 ADC 中断控制 ADC 模块接口 捕获 / 比较单元 CAPCOM CAPCOM2 定时器 CAPCOM2 定时器中断 捕获 / 比较通道 捕获模式操作 比较模式操作 比较模式 比较模式 比较模式 比较模式 双寄存器比较模式 比较输出信号的产生 单次事件操作 交错和非交错操作 CAPCOM2 中断 外部输入信号的要求 CAPCOM2 单元接口 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 定时器 T12 模块 定时器 T12 的操作 T12 的比较模式 死区时间产生 T12 捕获模式 类磁滞控制模式 定时器 T13 模块 定时器 T13 的操作 用户手册 7 V 1.2,

12 目录 T13 的比较模式 定时器模块控制 多通道模式 霍尔传感器模式 霍尔序列比较逻辑 霍尔序列采样 用定时器 T12 模块实现无刷直流电机控制 霍尔模式标志位 强制中断处理 输出调制控制 映射寄存器传送控制 中断产生 暂停模式 CAPCOM6 单元接口 异步 / 同步串行接口 (ASC) ( 操作概述 异步工作 异步数据帧 异步发送 发送 FIFO 操作 异步接收 接收 FIFO 操作 FIFO 透明模式 IrDA 模式 异步模式中 RxD/TxD 数据路径选择 同步操作 同步发送 同步接收 同步时序 波特率产生 异步模式下的波特率产生 同步模式下的波特率产生 自动波特率检测 用户手册 8 V 1.2,

13 目录 操作概述 串行帧自动波特率检测 波特率选择和计算 自动波特率检测成功后, 改写寄存器 硬件错误检测功能 中断 寄存器 ASC 模块接口 高速同步串行接口 介绍 工作概述 工作模式选择 全双工操作 半双工操作 连续传送 波特率产生 检错机制 SSC 寄存器总结 端口配置要求 SSC 模块接口 TwinCAN 模块 内核描述 概述 TwinCAN 控制外壳 初始化处理 中断请求压缩器 全局控制和状态逻辑 CAN 节点控制逻辑 概述 定时控制单元 位流处理器 错误处理逻辑 节点中断处理 用户手册 9 V 1.2,

14 目录 报文中断处理 中断指示 报文处理单元 仲裁和验收屏蔽寄存器 数据帧和远程帧处理 发送报文对象处理 接收报文对象处理 单数据传送模式 CAN 报文对象缓存 (FIFO) CAN 控制器对缓存区的访问 CPU 对缓存区的访问 网关报文处理 正常网关模式 带 FIFO 缓存的正常网关模式 共享网关模式 TwinCAN 模块编程 CAN 节点 A/B 设置 报文对象的初始化 报文传送控制 回环模式 单次发送试验功能 模块时钟要求 TwinCAN 寄存器描述 寄存器映射 CAN 节点 A/B 寄存器 CAN 报文对象寄存器 全局 CAN 控制 / 状态寄存器 模块的实现 TwinCAN 模块接口 与 TwinCAN 模块相关的外部寄存器 系统寄存器 端口寄存器 中断寄存器 用户手册 10 V 1.2,

15 目录 寄存器表 寄存器组 PD+BUS 外设 LXBUS 外设 关键字索引... 1 用户手册 11 V 1.2,

16 14 通用定时器单元 通用定时器单元 通用定时器单元的 GPT1 和 GPT2 模块具有非常灵活的多功能定时器结构, 可用作定时 事件计数 脉宽测量 脉冲生成 倍频及其它用途 五个 16 位定时器组成两个定时器模块 GPT1 和 GPT2 每个模块中的各个定时器均可独立工作在不同模式, 如门控定时器模式 计数器模式, 或者和同模块中的另一个定时器级联 每个模块具有复用输入 / 输出功能及专用中断 模块 GPT1 中包含三个定时器 / 计数器 : 核心定时器 T3 和两个辅助定时器 T2 和 T4 最大精度为 f GPT/4 GPT1 的辅助定时器可被配置为核心定时器的重载或捕获寄存器 寄存器描述请参阅章节 最大精度 f GPT/4 3 个独立的定时器 / 计数器 定时器 / 计数器可级联 4 种工作模式 定时器模式 门控定时器模式 计数器模式 增量接口模式 重载和捕获功能 独立的中断线 模块 GPT2 中包含两个定时器 / 计数器 : 核心定时器 T6 和辅助定时器 T5 最大精度为 f GPT/2 附加的捕获/ 重载寄存器 (CAPREL) 支持功能扩展的捕获和重载操作 寄存器描述请参阅章节 核心定时器 T6 可和 CAPCOM 单元的定时器 (T7 和 T8) 级联 模块 GPT2 的特性总结如下 : 最大精度 f GPT/2 2 个独立的定时器 / 计数器 定时器 / 计数器可级联 3 种工作模式 定时器模式 门控定时器模式 计数器模式 由 16 位捕获 / 重载寄存器 CAPREL 实现的扩展捕获 / 重载功能 独立的中断线 用户手册 14-1 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

17 14.1 定时器模块 GPT1 通用定时器单元 从编程人员的角度来看,GPT1 由一组特殊功能寄存器 (SFR) 组成 ( 总结见图 14-1) 端口和方向寄存器中用作 GPT1 功能的部分用阴影标出 图 14-1 和定时器模块 GPT1 相关的特殊功能寄存器 (SFR) ( GPT1 的三个定时器 (T2,T3,T4) 可工作在 4 种基本模式 : 定时器模式 门控定时器模式 计数器模式或增量接口模式 三个定时器均可递增或递减计数 每个定时器分别由各自的控制寄存器 TxCON 控制 每个定时器有一个对应的输入引脚 TxIN( 复用引脚功能 ), 用作门控定时器模式中的门控信号, 或计数器模式中的计数输入 计数方向 ( 递增 / 递减 ) 可由软件设定, 或由外部递增 / 递减控制输入引脚 TxEUD( 复用引脚功能 ) 上的信号动态控制 输出翻转锁存 T3OTL 指示核心定时器 T3 发生上溢 / 下溢,T3OTL 的状态可从引脚 T3OUT( 复用引脚功能 ) 输出 辅助定时器 T2 和 T4 还可以 ( 通过 T3OTL) 和核心定时器 T3 级联工作, 或者用作核心定时器 T3 的捕获或重载寄存器 定时器计数寄存器 T2 T3 或 T4 位于不可位寻址的 SFR 区 ( 见章节 ), CPU 访问这些寄存器, 可读取或修改每个定时器的当前计数值 若定时器执行递增 递减 重载或捕获操作时,CPU 恰好正在对 ( 任意 ) 某个定时器寄存器写入, 则 CPU 的写操作占优以确保结果正确 用户手册 14-2 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

18 通用定时器单元 GPT1 的中断由中断控制寄存器 TxIC 控制, 这些寄存器不在 GPT1 模块中 GPT1 的输入和输出线与 P3 和 P5 口的引脚相连 端口功能的控制寄存器位于相应的端口模块中 注 : 对外部输入信号的时序要求请参阅章节 , 包括引脚在内的模块接口信号总结见章节 14.3 图 14-2 GPT1 框图 (n ( = 2 5) 用户手册 14-3 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

19 GPT1 核心定时器 T3 的控制 通用定时器单元 可从计数寄存器 T3 中读取核心定时器 T3 的当前值, 该寄存器也可由 CPU 写入, 例如由 CPU 设置定时器的初始值 由可位寻址的控制寄存器 T3CON 配置和控制核心定时器 T3 GPT12E_T3CON 定时器 T3 控制寄存器 SFR(FF42 H/A1 H) 复位值 : 0000 H T3 R DIR T3 CH DIR T3 ED GE BPS1 T3 OTL T3 OE T3 UDE T3 UD T3R T3M T3I rh rwh rwh rw rwh rw rw rw rw rw rw 符号 位序号 读写类型 功能描述 T3RDIR 15 rh 定时器 T3 旋转方向标志 0 定时器 T3 递增计数 1 定时器 T3 递减计数 T3CHDIR 14 rwh 定时器 T3 计数方向改变标志 每次定时器 T3 的计数方向改变时, 该位被置位 T3CHDIR 必须由软件清零 0 未检测到计数方向改变 1 已检测到计数方向改变 T3EDGE 13 rwh 定时器 T3 计数沿检测标志 每次检测到计数沿, 该位被置位 T3EDGE 必须由软件清零 0 未检测到计数沿 1 已检测到计数沿 BPS1 [12:11] rw 模块 GPT1 预分频控制 选择模块 GPT1 的基本时钟 ( 请参阅章节 ) 00 f GPT/8 01 f GPT/4 10 f GPT/32 用户手册 14-4 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

20 符号 位序号 读写类型 功能描述 11 f GPT/16 T3OTL 10 rwh 定时器 T3 溢出翻转锁存 T3OE 9 rw 上溢 / 下溢输出使能 通用定时器单元 每次 T3 上溢 / 下溢时翻转锁存 可由软件置位或复位 ( 具体描述请参阅相关章节 ) 0 复用输出功能被禁止 1 T3OTL 的状态从引脚 T3OUT 输出 T3UDE 8 rw 定时器 T3 外部递增 / 递减计数使能 0 输入 T3EUD 被断开 1 计数方向受输入 T3EUD 的控制 T3UD 7 rw 定时器 T3 递增 / 递减计数控制 0 定时器 T3 递增计数 1 定时器 T3 递减计数 T3R 6 rw 定时器 T3 运行控制位 0 定时器 T3 停止 1 定时器 T3 运行 T3M [5:3] rw 定时器 T3 模式控制 ( 基本工作模式 ) 000 定时器模式 001 计数器模式 010 门控定时器模式, 门控信号低电平有效 011 门控定时器模式, 门控信号高电平有效 100 保留, 不使用该组合 101 保留, 不使用该组合 110 增量接口模式 ( 旋转检测模式 ) 111 增量接口模式 ( 边沿检测模式 ) T3I [2:0] rw 定时器 T3 输入参数选择 用户手册 14-5 V 1.2, GPT_X41, V 2.0 1) 1)

21 通用定时器单元 符号 位序号 读写类型 功能描述 对应不同工作模式, 输入参数选择请参阅相关内容 : 表 14-7 对应定时器模式和门控定时器模式 表 14-2 对应计数器模式 表 14-3 对应增量接口模式 1) 位 T3UD 和 T3UDE 的编码见表 14-1 定时器 T3 运行控制 通过软件设定 T3R( 定时器 T3 运行控制位 ), 可启动或终止核心定时器 T3 该控制位对 T3 的所有工作模式均有效 置位 T3R 将启动定时器 ; 清零 T3R 将终止定时器 门控定时器模式下, 只有当 T3R = 1 且门控信号有效 ( 设置为高电平或低电平有效 ) 时, 定时器才能工作 注 : 当定时器控制寄存器 T2CON 或 T4CON 中的位 T2RC 或 T4RC 被置位时, 位 T3R 也将控制辅助定时器 T2 和 / 或 T4( 启动或终止 ) 计数方向控制 控制寄存器 TxCON 中的位 TxUD 和 TxUDE 用来选择由软件 或外部输入引脚 TxEUD( 定时器 Tx 外部递增 / 递减控制输入 ) 控制 GPT1 定时器 ( 核心定时器和辅助定时器 ) 的计数方向 由软件控制计数方向时 (TxUDE = 0), 置位或清零 TxUD 可改变计数方向 ; 位 TxUDE = 1 时, 由引脚 TxEUD 控制计数方向 但是, 仍可用 TxUD 来改变实际计数方向, 如表 14-1 所示 无论定时器是否运行, 均可改变计数方向 注 : 当引脚 TxEUD 用作外部计数方向控制输入时, 必须被配置为输入引脚 ( 对应的方向控制位必须被清零 ) 表 14-1 GPT1 定时器计数方向控制 引脚 TxEUD 位 TxUDE 位 TxUD 计数方向 X 0 0 递增计数 0 X 0 1 递减计数 递增计数 递减计数 递减计数 递增计数 0 位 TxRDIR 用户手册 14-6 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

22 定时器 T3 输出翻转锁存 通用定时器单元 定时器 T3 的上溢 / 下溢信号送入定时器工作模式框图中的 翻转锁存 模块 图 14-3 给出该模块的内部逻辑 T3 的上溢或下溢信号是两个锁存器的输入时钟 : 第一个锁存器代表控制寄存器 T3CON 中的位 T3OTL; 第二个锁存器是由 T3OTL 的输出控制的内部翻转锁存器 两个锁存器的输出均送入辅助定时器 T2 和 T4 的输入控制模块 映射锁存器的输出电平与 T3OTL 的输出电平匹配, 只是延迟一个时钟周期 当 T3OTL 的值发生变化, 将会导致 T3OTL 和映射锁存器的输出电平暂时不同, 从而可触发定时器 T2 和 / 或 T4 的计数事件 软件写入 T3OTL 时, 两个锁存器同时置位或清零 这种情况下, 送入辅助定时器的两个信号的电平相同,T2/T4 不会检测到跳变沿 寄存器 T3CON 中的位 T3OE( 上溢 / 下溢输出使能 ) 可使能由外部引脚 T3OUT 监控 T3OTL 的状态 当 T3OTL 连接至外部端口引脚上 ( 必须配置为输出 ) 时, 可用 T3OUT 控制外部硬件 若 T3OE = 1, 引脚 T3OUT 输出 T3OTL 的状态 若 T3OE = 0, 引脚 T3OUT 输出高电平 ( 只要选择此复用端口用作 T3OUT 功能 ) 触发信号可用作辅助定时器 T2 和 T4 计数器功能的输入, 或者作为 T2 和 T4 重载功能的触发源 如图 14-3 所示, 当软件修改锁存器 T3OTL 的值 以决定输出线状态时, 内部映射锁存器也相应被置位或清零 因此 T2/T4 不会检测到触发条件 图 14-3 核心定时器 T3 翻转锁存逻辑框图 用户手册 14-7 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

23 GPT1 核心定时器 T3 的工作模式 通用定时器单元 定时器 T3 工作在定时器模式 将寄存器 T3CON 中的位域 T3M 设置为 000 B, 核心定时器 T3 工作在定时器模式 定时器模式下, 模块输入时钟 f GPT 经两个可编程的预分频因子 ( 由寄存器 T3CON 中的位域 BPS1 和 T3I 控制 ) 分频后, 用作 T3 的输入时钟信号 输入时钟选择的详细内容见章节 图 14-4 定时器模式下核心定时器 T3 框图 用户手册 14-8 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

24 通用定时器单元门控定时器模式将寄存器 T3CON 中的位域 T3M 设置为 010 B 或 011 B, 核心定时器 T3 工作在门控定时器模式 位 T3M.0(T3CON.3) 选择门控输入的有效电平 门控定时器模式下输入时钟的频率选择和定时器模式下相同 ( 请参阅章节 ), 但该模式下定时器的输入时钟受外部输入引脚 T3IN( 定时器 T3 的外部输入 ) 门控控制 T3 工作在该模式时, 引脚 T3IN 必须配置为输入, 即对应的方向控制位必须为 0 图 14-5 门控定时器模式下核心定时器 T3 框图 若 T3M = 010 B, 引脚 T3IN 为低电平时定时器使能, 高电平时定时器终止 若 T3M = 011 B,T3IN 必须为高电平才能使能定时器 此外, 通过软件修改 T3R 可控制定时器的开启或关闭 只有当 T3R 为 1 且门控信号有效时, 定时器才可以工作 若 T3R 为 0 或者门控信号无效, 定时器将停止工作 注 : 引脚 T3IN 上门控信号的跳变不会引发中断请求 用户手册 14-9 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

25 计数器模式 通用定时器单元 将寄存器 T3CON 中的位域 T3M 设置为 001 B, 核心定时器 T3 工作在计数器模式 计数器模式下, 外部输入引脚 T3IN 上的跳变用作定时器 T3 的计数时钟 T3IN 上的正跳变 负跳变或任意跳变可触发定时器递增或递减计数 控制寄存器 T3CON 中的位域 T3I 用来选择触发边沿 ( 见表 14-2) 图 14-6 计数器模式下核心定时器 T3 框图 表 14-2 GPT1 核心定时器 T3( ( 计数器模式 ) 输入沿选择 T3I 计数器递增 / 递减计数触发沿 000 无, 计数器 T3 被禁止 001 T3IN 上的正跳变 ( 上升沿 ) 010 T3IN 上的负跳变 ( 下降沿 ) 011 T3IN 上的任意跳变 ( 上升沿或下降沿 ) 1XX 保留, 不使用该组合 计数器模式下, 必须将引脚 T3IN 配置为输入 ( 相应方向控制位 DPx.y 必须为 0) 计数器模式下允许的最大输入频率取决于所选择的预分频因子 为了确保能够正 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

26 通用定时器单元确识别 T3IN 上计数输入信号的跳变, 输入电平必须至少保持 ( 高或低 ) 规定数目的模块时钟周期之后才能改变 具体内容请参阅章节 增量接口模式 将寄存器 T3CON 中的位域 T3M 设置为 110 B 或 111 B, 核心定时器 T3 工作在增量接口模式 增量接口模式下, 与核心定时器 T3 相关的两个输入信号 (T3IN,T3EUD) 用作增量编码器的接口 其中一个或这两个信号上的每次跳变都触发 T3 计数, 从而提供了 2 倍或 4 倍于编码器输入的精度 图 14-7 增量接口模式下核心定时器 T3 的框图 控制寄存器 T3CON 中的位域 T3I 控制选择触发沿 ( 见表 14-3) 两个输入信号的跳变序列经评估后产生计数脉冲和方向信号 因此, 根据增量编码器的速度和方向可自动修改 T3 的值, 该数值始终表示编码器的当前位置 产生中断请求 (T3IRQ) 的方式有 : 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

27 通用定时器单元 旋转检测模式下 (T3M = 110 B), 每次 T3 的计数方向改变时产生中断请求 ; 边沿检测模式下 (T3M = 111 B), 每次检测到 T3 的计数沿时产生中断请求 寄存器 T3CON 中的状态位 T3RDIR T3CHDIR 和 T3EDGE 分别监控 T3 的计数方向 计数方向的变化和计数请求 表 14-3 核心定时器 T3( ( 增量接口模式 ) 输入沿选择 T3I 计数器递增 / 递减计数触发沿 000 无, 计数器 T3 停止 001 T3IN 上的任意跳变 ( 上升沿或下降沿 ) 010 T3EUD 上的任意跳变 ( 上升沿或下降沿 ) 011 T3 任意一个输入引脚 (T3IN 或 T3EUD) 上的任意跳变 ( 上升沿或下降沿 ) 1XX 保留, 不使用该组合 无需外部接口, 逻辑增量编码器即可直接和 相连 不过, 在标准系统中 使用比较器将编码器的差分输出 ( 比如 A, A ) 转换为数字信号 ( 比如 A), 从而大大增强了抗噪能力 注 : 编码器的第三个输出信号 T0( 指示机械零位置 ) 可以和 的外部中断输入相连, 触发定时器 T3 复位 ( 例如将 ZEROS 通过 PEC 传送至 T3) 图 14-8 编码器和 的连接 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

28 要执行增量接口操作, 必须满足以下条件 : 通用定时器单元 位域 T3M 必须为 110 B 或 111 B 必须将引脚 T3IN 和 T3EUD 配置为输入, 即相应的方向控制位必须为 0 位 T3UDE 必须为 1, 从而使能外部信号自动控制计数方向 增量接口模式下允许的最大计数频率取决于所选择的预分频因子 为了确保能够正确识别任意一个输入信号的跳变, 输入电平必须至少保持 ( 高或低 ) 规定数目的模块时钟周期之后才能改变 具体内容请参阅章节 由于增量接口模式下, 所评估的两个输入信号之间有 90 相移, 其最大输入频率可达到最大计数频率的一半 增量接口模式下, 可从输入信号变化的序列中自动获取计数方向信息 ; 该序列和所连接的传感器的旋转方向相对应 各种可能的信号变化组合总结见表 14-4 表 14-4 GPT1 核心定时器 T3( ( 增量接口模式 ) 计数方向 另一个输入信号的电平 (T3EUD/T3IN) 上升沿 T3IN 输入下降沿 上升沿 T3EUD 输入下降沿 高电平 递减计数 递增计数 递增计数 递减计数 低电平 递增计数 递减计数 递减计数 递增计数 图 14-9 和图 举例说明计数信号的产生, 以及在计数方向的控制下 T3 如何工作, 同时说明如何进行输入信号的抖动补偿 ( 传感器位于切换点附近时可能会出现抖动现象 ) 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

29 通用定时器单元 图 14-9 增量编码器信号信号评估,2, 个计数输入 图 增量编码器信号评估,1, 个计数输入 注 : 工作在增量接口模式下的定时器 T3 可自动提供传感器的当前位置信息 通过测量输入信号的周期值可获取传感器的动态信息 ( 速度 加速度 减速度 ), 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

30 通用定时器单元定时器 T5 工作在附加特殊捕获模式下可实现该功能 ( 具体内容请参阅章节 ) GPT1 辅助定时器 T2/T4 的控制 辅助定时器 T2 和 T4 功能相同 它们可被配置为定时器模式 门控定时器模式 计数器模式或增量接口模式 定时器输入时钟的频率选择以及计数输入信号的选择和核心定时器 T3 相同 除了这四种基本工作模式, 辅助定时器还可以和核心定时器级联工作, 或者用作核心定时器的重载或捕获寄存器 辅助定时器的启动 / 终止可由 T3 的运行位远程控制, 从而可同步控制多个定时器 辅助定时器 T2 或 T4 的当前值可分别从计数寄存器 T2 或 T4 中读取 这些寄存器也可由 CPU 写入, 例如由 CPU 设置定时器的初始值 通过可位寻址的控制寄存器 T2CON 和 T4CON( 结构完全相同 ) 分别配置定时器 T2 和 T4 请注意 : 模块 GPT1 中三个定时器均具备的功能由各自的控制寄存器中相同位置的位元 / 域 以相同的方式进行控制 注 : 辅助定时器无输出翻转锁存逻辑, 无复用输出功能 GPT12E_T2CON 定时器 T2 控制寄存器 SFR(FF40 H/A0 H) 复位值 : 0000 H T2 R DIR T2 CH DIR T2 ED GE T2 IR DIS - - T2 RC T2 UDE T2 UD T2R T2M T2I rh rwh rwh rw - - rw rw rw Rw rw rw GPT12E_T4CON 定时器 T4 控制寄存器 SFR(FF44 H/A2 H) 复位值 : 0000 H T4 R DIR T4 CH DIR T4 ED GE T4 IR DIS - - T4 RC T4 UDE T4 UD T4R T4M T4I rh rwh rwh rw - - rw rw rw rw rw rw 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

31 通用定时器单元 符号 位序号 读写类型 功能描述 TxRDIR 15 rh 定时器 Tx 旋转方向标志 0 定时器 Tx 递增计数 1 定时器 Tx 递减计数 TxCHDIR 14 rwh 定时器 Tx 计数方向改变标志 每次定时器 Tx 计数方向改变时, 该位被置位 TxCHDIR 必须由软件清零 0 未检测到计数方向改变 1 已检测到计数方向改变 TxEDGE 13 rwh 定时器 Tx 计数沿检测标志 每次检测到计数沿时, 该位被置位 TxEDGE 必须由软件清零 0 未检测到计数沿 1 已检测到计数沿 TxIRDIS 12 rw 定时器 Tx 中断请求禁止控制 0 增量接口模式下, 使能 TxCHDIR 和 TxEDGE 产生中断请求 1 增量接口模式下, 禁止 TxCHDIR 和 TxEDGE 产生中断请求 TxRC 9 rwh 定时器 Tx 远程控制位 0 定时器 Tx 由自身的运行位 TxR 控制 1 定时器 Tx 由 T3 的运行位 T3R 控制, 不由 TxR 控制 TxUDE 8 rw 定时器 Tx 外部递增 / 递减计数使能 0 输入 TxEUD 被断开 1 计数方向受输入 TxEUD 控制 TxUD 7 rw 定时器 Tx 递增 / 递减计数控制 0 定时器 Tx 递增计数 1 定时器 Tx 递减计数 TxR 6 rw 定时器 Tx 运行控制 0 定时器 Tx 停止 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0 1) 1)

32 通用定时器单元 符号 位序号 读写类型 功能描述 1 定时器 Tx 运行 注 : 如果 TxRC = 0, 该位才可控制定时器 Tx TxM [5:3] rw 定时器 Tx 模式控制 ( 基本工作模式 ) 000 定时器模式 001 计数器模式 010 门控定时器模式, 门控信号低电平有效 011 门控定时器模式, 门控信号高电平有效 100 重载模式 101 捕获模式 110 增量接口模式 ( 旋转检测 ) 111 增量接口模式 ( 边沿检测 ) TxI [2:0] rw 定时器 Tx 输入参数选择 1) 位 TxUD 和 TxUDE 的编码见表 14-1 不同工作模式的输入参数选择请分别参阅相关内容 : 表 14-7 对应定时器模式和门控定时器模式 表 14-2 对应计数器模式 表 14-3 对应增量接口模式 定时器 T2/T4 运行控制 可通过两种不同方式 ( 软件 ) 启动或终止辅助定时器 T2 和 T4: 由相关的定时器运行位 (T2R 或 T4R) 控制 此时要求相应的 TxRC = 0 由核心定时器的运行位 (T3R) 控制 此时要求相应的远程控制位必须置位 (TxRC = 1) 所选择的运行控制位对 T2/T4 的所有工作模式均有效 置位该位, 将启动定时器工作 ; 清零该位, 将终止定时器工作 门控定时器模式下, 只有当所选择的运行位置位, 且门控信号有效 ( 为高或低电平, 和设定的有效电平相同 ) 时, 定时器才能工作 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

33 通用定时器单元 注 : 若选择远程控制辅助定时器,T3R 将同步启动或终止定时器 T3 和所选择的辅助定时器 计数方向控制 控制 GPT1 模块各定时器 ( 核心定时器和辅助定时器 ) 计数方向的方式相同 : 由软件控制 或由外部输入引脚 TxEUD 控制 具体内容见表 14-1 注 : 引脚 TxEUD 用作外部计数方向控制的输入时, 必须配置为输入引脚 ( 对应的方向控制位必须清零 ) GPT1 辅助定时器 T2/T4 的工作模式 除极少数例外情况, 基本工作模式下辅助定时器和核心定时器的操作几乎完全相同 此外,T2/T4 可工作在一些组合工作模式下 定时器 T2 和 T4 工作在定时器模式将寄存器 TxCON 中的位域 TxM 设置为 000 B, 辅助定时器 Tx 工作在定时器模式 图 定时器模式下辅助定时器框图 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

34 定时器 T2 和 T4 工作在门控定时器模式 通用定时器单元 将寄存器 TxCON 中的位域 TxM 设置为 010 B 或 011 B, 辅助定时器 Tx 工作在门控定时器模式 位 TxM.0(TxCON.3) 选择门控输入的有效电平 注 :TxIN 上门控信号的跳变不会引发中断请求 图 门控定时器模式下辅助定时器框图 注 :T2 和 T4 输出不经翻转锁存 可由 T2/T4 的运行位本地或 T3 的运行位远程控制辅助定时器 T2/T4 的启动 / 终止 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

35 定时器 T2 和 T4 工作在计数器模式 通用定时器单元 将寄存器 TxCON 中的位域 TxM 设置为 001 B, 辅助定时器 Tx 工作在计数器模式 计数器模式下, 外部输入引脚 TxIN 跳变 或定时器 T3 翻转锁存 T3OTL 跳变时, 可触发辅助定时器计数 TxIN 或 T3OTL 上的正跳变 负跳变或任意跳变可触发定时器递增或递减计数 控制寄存器 TxCON 中的位域 TxI 控制选择触发沿 ( 见表 14-5) 图 计数器模式下辅助定时器框图 表 14-5 T2I/T4I X00 GPT1 辅助定时器 ( 计数器模式 ) 输入沿选择计数器递增 / 递减计数触发沿无, 计数器 Tx 被禁止 001 TxIN 上的正跳变 ( 上升沿 ) 010 TxIN 上的负跳变 ( 下降沿 ) 011 TxIN 上的任意跳变 ( 上升沿或下降沿 ) 101 T3 翻转锁存 T3OTL 上的正跳变 ( 上升沿 ) 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

36 T2I/T4I 计数器递增 / 递减计数触发沿 通用定时器单元 110 T3 翻转锁存 T3OTL 上的负跳变 ( 下降沿 ) 111 T3 翻转锁存 T3OTL 上的任意跳变 ( 上升沿或下降沿 ) 注 : 只有 T3 上溢 / 下溢引发的 T3OTL 的状态跳变才能触发 T2/T4 计数 ; 软件修改 T3OTL 的状态不会触发 T2/T4 计数 计数器模式下, 必须将引脚 TxIN 配置为输入 ( 对应的方向控制位 DPx.y 必须为 0) 计数器模式下允许的最大输入频率取决于所选择的预分频因子 为了确保能够正确识别 TxIN 上计数输入信号的跳变, 输入电平必须至少保持 ( 高或低 ) 规定数目的模块时钟周期之后才能改变 具体内容请参阅章节 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

37 定时器 T2 和 T4 工作在增量接口模式 通用定时器单元 将寄存器 TxCON 中的位域 TxM 设置为 110 B 或 111 B, 辅助定时器 Tx 工作在增量接口模式 增量接口模式下, 与辅助定时器 Tx 相关的两个输入信号 (TxIN,TxEUD) 用作增量编码器的接口 这两个外部输入引脚上的一个或两个信号的跳变都触发 Tx 计数, 从而提供了 2 倍或 4 倍于编码器输入的计数精度 图 增量接口模式下辅助定时器 Tx 的框图 增量模式下定时器 T2 和 T4 的操作及中断产生和定时器 T3 相同 其运行描述 图和表格也适用 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

38 定时器级联 通用定时器单元 溢出翻转锁存位 T3OTL 用作计数器模式下辅助定时器的计数时钟源时, 核心定时器 T3 和辅助定时器级联工作 定时器级联可构成 32 位或 33 位定时器 / 计数器, 这取决于选择何种 T3OTL 跳变触发辅助定时器计数 32 位定时器 / 计数器 : 若选择 T3OTL 的任意跳变触发辅助定时器计数, 核心定时器 T3 在每次上溢 / 下溢时, 辅助定时器计数 因此 T2/T4 和 T3 构成 32 位定时器 33 位定时器 / 计数器 : 若仅选择 T3OTL 的正跳变或负跳变触发辅助定时器计数, 核心定时器 T3 在每两次上溢 / 下溢后, 辅助定时器计数一次 因此它们构成 33 位定时器 (16 位核心定时器 + T3OTL + 16 位辅助定时器 ) 只要 T3OTL 不被软件修改, 它即表示内部翻转锁存器的状态, 可被视为 33 位定时器的组成部分 两个级联定时器的计数方向可以不同, 从而为用户提供了多种不同的配置组合 定时器 T3 代表级联定时器的低 16 位, 在这种情况下,T3 可工作在定时器模式 门控定时器模式或计数器模式 图 核心定时器 T3 和辅助定时器级联 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

39 辅助定时器工作在重载模式 通用定时器单元 将寄存器 TxCON 中的位域 TxM 设置为 100 B, 辅助定时器 Tx 工作在重载模式 重载模式下, 两个信号中的任意一个可触发重载, 将辅助定时器寄存器的内容重新装入核心定时器 T3 中 触发信号的选择和计数模式下计数时钟源的选择方式相同 ( 见表 14-5), 即辅助定时器的输入 TxIN 跳变时 或翻转锁存 T3OTL 跳变时可触发重载 注 : 辅助定时器 (T2 或 T4) 工作在重载模式下时, 定时器的停止不受自身运行控制位 T2R 或 T4R 控制 若定时器的输入引脚 TxIN 用于触发重载, 必须将其配置为输入 图 重载模式下 GPT1 的辅助定时器 出现触发信号时, 辅助定时器寄存器 (T2 或 T4) 的内容装入 T3, 相应的中断请求标志 (T2IR 或 T4IR) 被置位 注 : 若选择 T3OTL 的跳变作为触发信号, 产生触发时, 中断请求标志 T3IR 也将被置位, 指示 T3 上溢或下溢 软件修改 T3OTL 不会触发 T2/T4 的计数功能 为了确保能够正确识别 TxIN 上重载输入信号的跳变, 输入电平必须至少保持 ( 高或低 ) 规定数目的模块时钟周期之后才能改变 具体内容请参阅章节 由 T3OTL 触发的重载工作模式可有多种不同的配置 选择不同的有效跳变沿, 将执行以下功能 : 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

40 通用定时器单元 若选择 T3OTL 的任意跳变触发重载,T3 在每次上溢或下溢时, 辅助定时器的值重新装入核心定时器 此配置为标准重载模式 ( 上溢 / 下溢时发生重载 ) 若选择 T3OTL 的正跳变或负跳变触发重载,T3 在每两次上溢或下溢后, 辅助定时器的值重新装入核心定时器 使用 单沿跳变 重载模式可实现非常灵活的脉宽调制 (PWM) 即设定一个辅助定时器在 T3OTL 正跳变时重载核心定时器 ; 另一个辅助定时器在 T3OTL 负跳变时重载核心定时器 通过这种组合, 核心定时器可轮流从两个辅助定时器中获得重载值 图 举例说明如何利用 单沿跳变 重载机制产生 PWM 信号 T2 定义了 PWM 信号的接通时间 ( 正跳变触发重载 ),T4 定义了 PWM 信号的关闭时间 ( 负跳变触发重载 ) 若 T3OE = 1,PWM 信号可从引脚 T3OUT 输出 利用该方法,PWM 信号的接通 / 关闭时间可在较大范围内变化 注 : 如有需要, 可通过软件改变输出翻转锁存 T3OTL 的值, 从而修改 PWM 信号 但该操作不会触发 T3 重载 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

41 通用定时器单元 图 用于产生 PWM 的 GPT1 定时器重载配置 注 : 应该尽量避免为两个辅助定时器选择相同的重载触发事件 ( 尽管该情况可能发生 ) 发生该情况时, 两个重载寄存器会试图同时加载核心定时器 此时丢弃 T2 的值 ; 将 T4 的值载入 T3 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

42 辅助定时器工作在捕获模式 通用定时器单元 将寄存器 TxCON 中的位域 TxM 设置为 101 B, 辅助定时器 Tx 工作在捕获模式 捕获模式下, 辅助定时器的外部输入引脚 TxIN 发生跳变时, 核心定时器 T3 的值被锁存到辅助定时器寄存器 捕获触发信号可以是 TxIN 的正跳变 负跳变或任意跳变 位域 TxI 中的低两位用于选择有效跳变沿 ( 见表 14-5) TxI 中的最高位 ( 位 2) 与捕获模式无关, 必须被清零 (TxI.2 = 0) 注 : 辅助定时器 (T2 或 T4) 工作在捕获模式时, 定时器的停止不受自身运行控制位 T2R 或 T4R 控制 图 捕获模式下 GPT1 辅助定时器的框图 输入引脚 TxIN 上产生触发信号 ( 所选择的跳变 ) 时, 核心定时器的内容被锁存到辅助定时器寄存器中, 相关中断请求标志 TxIR 被置位 捕获模式下, 必须将输入引脚 TxIN 配置为输入 为了确保能够正确识别 TxIN 上捕获输入信号的跳变, 输入电平必须至少保持 ( 高或低 ) 规定数目的模块时钟周期之后才能改变 具体内容请参阅章节 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

43 GPT1 时钟信号控制 通用定时器单元 定时器模块 GPT1 的所有操作均由其基本时钟触发 系统时钟经过基本模块预分频产生该基本时钟, 预分频因子由寄存器 T3CON 中的位域 BPS1 控制 ( 见图 14-2) 有两种不同的方式产生计数时钟 : 内部计数时钟, 经过预分频处理 ( 预分频因子可编程设定 ) 的 GPT1 基本时钟, 该时钟用于 ( 门控 ) 定时器模式 外部计数时钟, 取自定时器的输入引脚, 该时钟用于计数器模式 GPT1 模块的基本时钟决定最大计数频率和定时器精度 表 14-6 模块 GPT1 的基本时钟选择 模块预分频 1) 2) BPS1 = 01 B BPS1 = 00 B BPS1 = 11 B BPS1 = 10 B GPT1 的预分频因 F(BPS1) F(BPS1) F(BPS1) F(BPS1) 子 :F(BPS1) : = 4 = 8 = 16 = 32 最大外部计数频率 f GPT/8 f GPT/16 f GPT/32 f GPT/64 输入信号持续稳定的最短时间 4 t GPT 8 t GPT 16 t GPT 32 t GPT 1) 请注意位域 BPS1 为非线性编码 2) 复位后的缺省值 内部计数时钟产生 定时器模式和门控定时器模式下,GPT1 的每个定时器的计数时钟来自经过预分频处理的 GPT1 基本时钟, 该预分频因子可由定时器控制寄存器 TxCON 中的位域 Txl 编程设定 定时器 Tx 的计数频率 f Tx 和相应计数精度 r Tx 随较低的时钟频率线性变化, 计算公式如下 : f Tx fgpt F( BPS1) 2 = r < TxI > Tx [ µ s] = (14.1) F( BPS1) 2 f [ MHz] GPT < TxI > 计数频率不仅取决于公共的模块时钟预分频因子 F(BPS1); 还取决于定时器各自的预分频因子 2 <TxI> GPT1 定时器的总预分频因子总结见表 14-7 根据总预分频因子和系统频率计算得到定时器的各项参数 ( 如计数时钟频率 计数时钟精度和计数周期 ), 见表 14-8 请注意有些结果已四舍五入 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

44 表 14-7 GPT1 内部计数时钟的总预分频因子 通用定时器单元 定时器 Tx 的预分频因子 公共预分频因子 BPS1 = 01 B BPS1 = 00 B BPS1 = 11 B BPS1 = 10 B 1) TxI = 000 B TxI = 001 B TxI = 010 B TxI = 011 B TxI = 100 B TxI = 101 B TxI = 110 B TxI = 111 B ) 请注意位域 BPS1 为非线性编码 表 14-8 GPT1 定时器参数 频率 系统时钟 = 10 MHz 精度周期 总分频因子 频率 系统时钟 = 40 MHz 精度周期 2.5 MHz 400 ns ms MHz 100 ns 6.55 ms 1.25 MHz 800 ns ms MHz 200 ns ms khz 1.6 µs ms MHz 400 ns ms khz 3.2 µs ms MHz 800 ns ms khz 6.4 µs ms khz 1.6 µs ms khz 12.8 µs ms khz 3.2 µs ms khz 25.6 µs s khz khz 51.2 µs s khz 6.4 µs ms 12.8 µs ms 9.77 khz µs s khz 25.6 µs s 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

45 通用定时器单元 系统时钟 = 10 MHz 总分 系统时钟 = 40 MHz 频率 精度 周期 频因子 频率 精度 周期 4.88 khz µs s khz 51.2 µs s 2.44 khz µs s khz 102.4µs s 外部计数时钟输入 用 GPT1 的基本时钟对外部输入信号采样 ( 见图 14-2) 为了确保信号能被正确识别, 外部信号的当前输入电平值 ( 高或低 ) 必须至少保持一个完整的采样周期之后才能改变 若输入信号连续两次采样的电平值不同, 即可识别到信号发生了跳变 因此, 至少需要两个基本时钟周期对外部输入信号采样, 故输入信号的最大频率一定不能高于基本时钟频率的一半 GPT1 外部输入信号的参数限制总结见表 14-9 表 14-9 GPT1 外部输入信号的参数限制 系统时钟 = 10 MHz 外部输入 GPT1 输入信号 系统时钟 = 40 MHz 频率因子分频持续时间最大输入电平保持因子最大输入电平保持频率最短时间 BPS1 频率最短时间 1.25 MHz 400 ns f GPT/8 01 B 4 t GPT 5.0 MHz 100 ns khz 800 ns f GPT/16 00 B 8 t GPT 2.5 MHz 200 ns khz 1.6 µs f GPT/32 11 B 16 t GPT 1.25 MHz 400 ns khz 3.2 µs f GPT/64 10 B 32 t GPT khz 800 ns 上表中的各项参数限制对 GPT1 的所有外部输入信号均有效, 包括计数器模式下和增量接口模式下的外部计数信号 门控计数器模式下的门控输入信号以及外部方向信号 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

46 GPT1 定时器寄存器 通用定时器单元 GPT12E_Tx 定时器 Tx 计数寄存器 SFR(FE4x H/2y H) 复位值 : 0000 H Txvalue rwh 表 定时器寄存器 GPT1 定时器寄存器地址物理地址 8 位地址 T3 FE42 H 21 H T2 FE40 H 20 H T4 FE44 H 22 H 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

47 GPT1 定时器的中断控制 通用定时器单元 当定时器 ( 递增计数 ) 从 FFFF H 至 0000 H 发生上溢, 或定时器 ( 递减计数 ) 从 0000 H 至 FFFF H 发生下溢时, 寄存器 TxIC 中的中断请求标志 (T2IR,T3IR 或 T4IR) 被置位 若相应中断使能位 ( 寄存器 TxIC 中的 T2IE,T3IE 或 T4IE) 被置位, 将会产生指向定时器中断向量 (T2INT,T3INT 或 T4INT) 的中断, 或者触发 PEC 操作 每个定时器对应一个中断控制寄存器 GPT12E_T2IC 定时器 T2 中断控制寄存器 SFR(FF60 H/B0 H) 复位值 : H GPX T2IR T2IE ILVL GLVL rw rwh rw rw rw GPT12E_T3IC 定时器 T3 中断控制寄存器 SFR(FF62 H/B1 H) 复位值 : H GPX T3IR T3IE ILVL GLVL rw rwh rw rw rw GPT12E_T4IC 定时器 T4 中断控制寄存器 SFR(FF64 H/B2 H) 复位值 : H GPX T4IR T4IE ILVL GLVL rw rwh rw rw rw 注 : 控制位域的具体解释请参阅中断控制寄存器的描述 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

48 14.2 定时器模块 GPT2 通用定时器单元 从编程人员的角度来看,GPT2 由一组特殊功能寄存器 (SFR) 组成 ( 总结见下图 ) 端口和方向寄存器中用作 GPT2 功能的部分用阴影标出 图 定时器模块 GPT2 的相关特殊功能寄存器 (SFR) ( GPT2 模块中的两个定时器 (T5,T6) 可工作在 3 种基本模式 : 定时器模式 门控定时器模式或计数器模式 所有定时器均可递增或递减计数 每个定时器分别由各自的控制寄存器 TxCON 控制 每个定时器有一个对应的输入引脚 TxIN( 复用引脚功能 ), 用作门控定时器模式中的门控信号, 或计数器模式中的计数输入 计数方向 ( 递增 / 递减 ) 可由软件设定, 或由外部递增 / 递减控制输入引脚 TXEUD( 复用引脚功能 ) 上的信号动态改变 输出翻转锁存 T6OTL 指示核心定时器 T6 发生上溢 / 下溢,T6OTL 的状态可从引脚 T6OUT( 复用引脚功能 ) 输出 辅助定时器 T5 可以 ( 通过 T6OTL) 和核心定时器 T6 级联工作 捕获 / 重载寄存器 CAPREL 可用于捕获定时器 T5 的内容, 或者重载定时器 T6 系统支持一种特殊的模式, 即通过寄存器 CAPREL 同时实现捕获 重载两种功能, 采用该模式可实现倍频 输入引脚 CAPIN, 或 GPT1 的定时器 T3 的输入 T3IN 和 T3EUD 触发捕获 ; 定时器 T6 上溢或下溢触发重载 定时器 T6 的上溢 / 下溢信号还可作为 CAPCOM2 定时器的输入时钟 定时器计数寄存器 T5 和 T6 位于不可位寻址的 SFR 区,CPU 访问这些寄存器, 可读取或修改每个定时器的当前值 ( 请参阅章节 ) 若定时器执行递增 递减 重 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

49 通用定时器单元 载或捕获操作时,CPU 恰好正在对 ( 任意 ) 某个定时器寄存器写入, 则 CPU 写操作占优以确保结果正确 由中断控制寄存器 TxIC 控制 GPT2 的中断产生, 这些寄存器不在 GPT2 模块中 GPT2 的输入和输出线与 P3 和 P5 口的引脚相连 端口功能的控制寄存器位于端口模块中 注 : 外部输入信号的时序要求请参阅章节 , 包括引脚在内的模块接口信号归纳见章节 14.3 图 GPT2 框图 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

50 GPT2 核心定时器 T6 的控制 通用定时器单元 可从计数寄存器 T6 中读取核心定时器 T6 的当前值, 该寄存器也可由 CPU 写入, 例如由 CPU 设置定时器的初始值 由可位寻址的控制寄存器 T6CON 配置和控制核心定时器 T6 GPT12E_T6CON 定时器 T6 控制寄存器 SFR(FF48 H/A4 H) 复位值 : 0000 H T6 SR T6 CLR - BPS2 T6 OTL T6 OE T6 UDE T6 UD T6R T6M T6I rw rw - rw rwh rw rw rw rw rw rw 符号 位序号 读写类型 功能描述 T6SR 15 rw 定时器 T6 重载模式使能 0 由寄存器 CAPREL 重载 T6 被禁止 1 由寄存器 CAPREL 重载 T6 被使能 T6CLR 14 rwh 定时器 T6 清零使能位 0 捕获事件不触发定时器 T6 清零 1 捕获事件触发定时器 T6 清零 BPS2 [12:11] rw 模块 GPT2 预分频控制 选择模块 GPT2 的基本时钟 ( 请参阅章节 ) 00 f GPT/4 01 f GPT/2 10 f GPT/16 11 f GPT/8 T6OTL 10 rwh 定时器 T6 溢出翻转锁存 T6OE 9 rw 上溢 / 下溢输出使能 每次 T6 上溢 / 下溢时翻转 可由软件置位或复位 ( 具体描述请参阅相关章节 ) 0 复用输出功能被禁止 1 T6 翻转锁存器的状态输出至引脚 T6OUT 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

51 通用定时器单元 符号 位序号 读写类型 功能描述 T6UDE 8 rw 定时器 T6 外部递增 / 递减计数使能 0 输入 T6EUD 被断开 1 计数方向受输入 T6EUD 的控制 T6UD 7 rw 定时器 T6 递增 / 递减计数控制 0 定时器 T6 递增计数 1 定时器 T6 递减计数 T6R 6 rw 定时器 T6 运行控制位 0 定时器 T6 停止 1 定时器 T6 运行 T6M [5:3] rw 定时器 T6 模式控制 ( 基本工作模式 ) 000 定时器模式 001 计数器模式 010 门控定时器模式, 门控信号低电平有效 011 门控定时器模式, 门控信号高电平有效 100 保留, 不使用该组合 101 保留, 不使用该组合 110 保留, 不使用该组合 111 保留, 不使用该组合 T6I [2:0] rw 定时器 T6 输入参数选择 1) 位 T6UD 和 T6UDE 的编码见表 不同工作模式的输入参数选择请分别参阅相关内容 : 表 对应定时器模式和门控定时器模式 表 对应计数器模式 1) 1) 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

52 定时器 T6 运行控制 通用定时器单元 可通过软件设定 T6R( 定时器 T6 运行控制位 ), 启动或终止核心定时器 T6 工作 该控制位对 T6 的所有工作模式均有效 置位 T6R 将启动定时器 ; 清零 T6R 将终止定时器 在门控定时器模式下, 只有当 T6R = 1 且门控信号有效 ( 设置为高电平或低电平有效 ) 时, 定时器才能工作 注 : 若定时器控制寄存器 T5CON 中的位 T5RC 被置位, 位 T6R 也将控制 ( 启动或终止 ) 辅助定时器 T5 的运行 计数方向控制 GPT2 定时器 ( 核心定时器和辅助定时器 ) 的计数方向可由控制寄存器 TxCON 中的位 TxUD 和 TxUDE 控制, 选择由软件 或外部输入引脚 TxEUD( 定时器 Tx 外部递增 / 递减控制输入 ) 控制递增 / 递减计数 由软件控制计数方向时 (TxUDE = 0), 置位或清零 TxUD 可改变计数方向 ; 位 TxUDE = 1 时, 由引脚 TxEUD 控制计数方向 但是, 仍可用 TxUD 来翻转实际的计数方向, 如表 所示 无论定时器是否工作, 计数方向均可被改变 表 GPT2 定时器计数方向控制 引脚 TxEUD 位 TxUDE 位 TxUD 计数方向 X 0 0 递增计数 X 0 1 递减计数 递增计数 递减计数 递减计数 递增计数 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

53 定时器 T6 输出翻转锁存 通用定时器单元 定时器 T6 的上溢 / 下溢信号送入定时器工作模式框图中的 翻转锁存 模块 图 给出该模块的内部逻辑 T6 的上溢或下溢信号作为两个锁存器的输入时钟 : 第一个锁存器代表控制寄存器 T6CON 中的位 T6OTL; 第二个锁存器是由 T6OTL 的输出来控制翻转的内部锁存器 两个锁存器的输出均送入辅助定时器 T5 的输入控制模块 映射锁存器的输出电平会与 T6OTL 的输出电平相匹配, 只是延迟一个时钟周期 若 T6OTL 的值发生变化, 将会导致 T6OTL 和映射锁存器的输出电平暂时不同, 从而可触发定时器 T5 的计数事件 软件写入 T6OTL 时, 两个锁存器被同时置位或清零 此时送入辅助定时器的两个信号的电平相同,T5 不会检测到跳变沿 寄存器 T6CON 中的位 T6OE( 上溢 / 下溢输出使能 ) 可使能由外部引脚 T6OUT 监控 T6OTL 的状态 若将 T6OTL 连接至端口引脚上 ( 必须将端口相应地配置为输出 ), 可用 T6OUT 控制外部硬件 若 T6OE = 1, 引脚 T6OUT 输出 T6OTL 的状态 若 T6OE = 0,( 当端口引脚用作定时器输出功能 ) 引脚 T6OUT 输出高电平 如图 所示, 当软件修改锁存器 T6OTL 的值 以决定输出线状态时, 内部映射锁存器也相应被置位或清零 此时 T5 不会检测到触发条件 图 核心定时器 T6 翻转锁存逻辑方框图 注 :T6 还可用作 CAPCOM2 定时器的输入时钟 此时,T6 的上溢 / 下溢输出线和 CAPCOM 定时器 ( 信号 T6OUF) 内部直接连接 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

54 GPT2 核心定时器 T6 的工作模式 通用定时器单元 定时器 T6 工作在定时器模式 将寄存器 T6CON 中的位域 T6M 设置为 000 B, 核心定时器 T6 工作在定时器模式 定时器模式下, 模块输入时钟 f GPT 经两个可编程的预分频因子 ( 由寄存器 T6CON 中的位域 BPS2 和 T6I 控制 ) 分频后, 用作 T6 的输入时钟信号 输入时钟选择的具体内容请参阅章节 图 定时器模式下核心定时器 T6 框图 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

55 门控定时器模式 通用定时器单元 将寄存器 T6CON 中的位域 T6M 设置为 010 B 或 011 B, 核心定时器 T6 工作在门控定时器模式 位 T6M.0(T6CON.3) 选择门控输入的有效电平 门控定时器模式下输入时钟的频率选择和定时器模式下相同 ( 请参阅章节 ) 但该模式下定时器的输入时钟受外部输入引脚 T6IN( 定时器 T6 的外部输入 ) 门控控制 T6 工作在该模式时, 引脚 T6IN 必须被配置为输入 ( 对应的方向控制位必须为 0) 图 门控定时器模式下核心定时器 T6 框图 若 T6M = 010 B, 引脚 T6IN 为低电平时定时器被使能 ; 为高电平时定时器被终止 若 T6M = 011 B,T6IN 必须保持高电平才能使能定时器 此外, 通过软件修改 T6R 可开启或关闭定时器 只有当 T6R 为 1 且门控信号有效时定时器才能工作 若 T6R 为 0 或者门控信号无效, 定时器将停止工作 注 : 引脚 T6IN 上门控信号的跳变不会引发中断请求 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

56 计数器模式 通用定时器单元 将寄存器 T6CON 中的位域 T6M 设置为 001 B, 核心定时器 T6 工作在计数器模式 计数器模式下, 外部输入引脚 T6IN 上的跳变用作定时器 T6 的输入时钟 T6IN 上的正跳变 负跳变或任意跳变均可触发定时器递增或递减计数 控制寄存器 T6CON 中的位域 T6I 控制选择触发边沿 ( 见表 14-12) 图 计数器模式下核心定时器 T6 框图 表 GPT2 核心定时器 T6( ( 计数器模式 ) 输入沿选择 T6I 计数器递增 / 递减计数触发沿 000 无, 计数器 T6 被禁止 001 T6IN 上的正跳变 ( 上升沿 ) 010 T6IN 上的负跳变 ( 下降沿 ) 011 T6IN 上的任意跳变 ( 上升沿或下降沿 ) 1XX 保留, 不使用该组合 计数器模式下, 必须将引脚 T6IN 配置为输入 ( 对应的方向控制位 DPx.y 必须为 0) 计数器模式下允许的最大输入频率取决于所选择的预分频因子 为了确保能够正确识别 T6IN 上计数输入信号的跳变, 输入电平必须至少保持 ( 高或低 ) 规定数目的模块时钟周期之后才能改变 具体内容请参阅章节 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

57 GPT2 辅助定时器 T5 的控制 通用定时器单元 辅助定时器 T5 可被配置为定时器模式 门控定时器模式或计数器模式, 定时器输入时钟的频率选择以及计数输入信号的选择和核心定时器 T6 相同 除了这三种计数模式, 辅助定时器还可以和核心定时器级联, 外部或内部事件可触发将 T5 的内容捕获到寄存器 CAPREL 中 辅助定时器的启动 / 终止可由 T6 的运行位远程控制, 从而可同步控制多个定时器的运行 辅助定时器的当前值可从计数寄存器 T5 中读取 该寄存器也可由 CPU 写入, 例如设置定时器的初始值 通过可位寻址的控制寄存器 T5CON 配置定时器 T5 该寄存器中的某些位元 / 域也控制 CAPREL 寄存器的功能 请注意 : 模块 GPT2 中两个定时器均具备的功能由各自的控制寄存器中相同位置的位元 / 域 以相同的方式进行控制 注 : 辅助定时器无输出翻转锁存逻辑, 无复用输出功能 GPT12E_T5CON 定时器 T5 控制寄存器 SFR(FF46 H/A3 H) 复位值 : 0000 H T5 SC T5 CLR CI T5 CC CT3 T5 RC T5 UDE T5 UD T5R T5M T5I rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw 符号 位序号 读写类型 功能描述 T5SC 15 rw 定时器 T5 捕获模式使能 0 捕获到寄存器 CAPREL 被禁止 1 捕获到寄存器 CAPREL 被使能 T5CLR 14 rw 定时器 T5 清零使能位 0 捕获事件不触发定时器 T5 清零 1 捕获事件触发定时器 T5 清零 CI [13:12] rw 寄存器 CAPREL 捕获触发事件选择 ( 与位 CT3 有关 ) 00 捕获被禁止 01 CAPIN 上的正跳变 ( 上升沿 ) 或 T3IN 上的任意跳变 10 CAPIN 上的负跳变 ( 下降沿 ) 或 T3EUD 上的任意跳变 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

58 通用定时器单元 符号 位序号 读写类型 功能描述 11 CAPIN 上的任意跳变 ( 上升沿或下降沿 ) 或 T3IN/T3EUD 上的任意跳变 T5CC 11 rw 定时器 T5 捕获校正 0 直接捕获 T5 的值 ( 无校正 ) 1 T5 的值减 1 之后被捕获 CT3 10 rw 定时器 T3 捕获触发使能 0 输入线 CAPIN 触发捕获 1 T3 的输入线 T3IN 和 / 或 T3EUD 触发捕获 T5RC 9 rw 定时器 T5 远程控制位 0 定时器 T5 由自身的运行位 T5R 控制 1 定时器 T5 由 T6 的运行位 T6R 控制, 不受 T5R 控制 T5UDE 8 rw 定时器 T5 外部递增 / 递减计数使能 0 输入 T5EUD 被断开 1 计数方向受输入 T5EUD 的控制 T5UD 7 rw 定时器 T5 递增 / 递减计数控制 0 定时器 T5 递增计数 1 定时器 T5 递减计数 T5R 6 rw 定时器 T5 运行控制位 0 定时器 T5 停止 1 定时器 T5 运行 注 : 只有 T5RC = 0 时, 该位才可控制定时器 T5 T5M [5:3] rw 定时器 T5 模式控制 ( 基本工作模式 ) 000 定时器模式 001 计数器模式 010 门控定时器模式, 门控信号低电平有效 011 门控定时器模式, 门控信号高电平有效 1XX 保留, 不使用该组合 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0 1) 1)

59 通用定时器单元 符号 位序号 读写类型 功能描述 T5I [2:0] rw 定时器 T5 输入参数选择 1) 位 T5UD 和 T5UDE 的编码见表 不同工作模式的输入参数选择请分别参阅相关内容 : 表 对应定时器模式和门控定时器模式 表 对应计数器模式 定时器 T5 运行控制 可通过两种不同的方式 ( 软件设定 ) 启动或终止辅助定时器 T5: 由相关的定时器运行位 (T5R) 控制 此时要求 T5RC = 0 由核心定时器的控制位 (T6R) 控制 此时要求远程控制位必须被置位 (T5RC = 1) 所选择的运行控制位对 T5 的所有工作模式均有效 该位被置位将启动定时器 ; 该位被清零将终止定时器 门控定时器模式下, 只有当所选择的运行位被置位且门控信号有效 ( 设置为高或低电平有效 ) 时, 定时器才能工作 注 : 若选择远程控制 T5 运行,T6R 将同步启动或终止定时器 T6 和辅助定时器 T5 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

60 GPT2 辅助定时器 T5 的工作模式 通用定时器单元 除极少数例外情况, 辅助定时器在基本工作模式下的操作和核心定时器几乎完全相同 此外,T5 可工作在一些组合工作模式下 定时器 T5 工作在定时器模式 将寄存器 T5CON 中的位域 T5M 设置为 000 B, 辅助定时器 T5 工作在定时器模式 图 定时器模式下辅助定时器 T5 框图 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

61 定时器 T5 工作在门控定时器模式 通用定时器单元 将寄存器 T5CON 中的位域 T5M 设置为 010 B 或 011 B, 辅助定时器 T5 工作在门控定时器模式 位 T5M.0(T5CON.3) 选择门控输入的有效电平 注 :T5IN 上门控信号的跳变不会引发中断请求 图 门控定时器模式下辅助定时器 T5 框图注 :T5 无输出翻转锁存逻辑 可通过自身或 T6 的运行位控制辅助定时器的启动 / 终止 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

62 定时器 T5 工作在计数器模式 通用定时器单元 将寄存器 T5CON 中的位域 T5M 设置为 001 B, 辅助定时器 T5 工作在计数器模式 计数器模式下, 外部输入引脚 T5IN 跳变 或定时器 T6 的溢出翻转锁存 T6OTL 跳变时, 可触发辅助定时器的计数 T5IN 或者 T6OTL 上的正跳变 负跳变或任意跳变可触发定时器递增或递减计数 控制寄存器 T5CON 中的位域 T5I 控制选择触发沿 ( 见表 14-13) 图 计数器模式下辅助定时器 T5 框图 T5I X00 表 GPT2 辅助定时器 ( 计数器模式 ) 输入沿选择计数器递增 / 递减计数触发沿无, 计数器 T5 被禁止 001 T5IN 上的正跳变 ( 上升沿 ) 010 T5IN 上的负跳变 ( 下降沿 ) 011 T5IN 上的任意跳变 ( 上升沿或下降沿 ) 101 T6 翻转锁存 T6OTL 上的正跳变 ( 上升沿 ) 110 T6 翻转锁存 T6OTL 上的负跳变 ( 下降沿 ) 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

63 T5I 计数器递增 / 递减计数触发沿 通用定时器单元 111 T6 翻转锁存 T6OTL 上的任意跳变 ( 上升沿或下降沿 ) 注 : 只有 T6 上溢 / 下溢引发的 T6OTL 的状态改变才能触发 T5 计数 ; 软件修改 T6OTL 的状态不会触发 T5 计数 计数器模式下, 必须将引脚 T5IN 配置为输入 ( 对应的方向控制位 DPx.y 必须为 0) 计数器模式下允许的最大输入频率取决于所选择的预分频因子 为了确保能够正确识别 T5IN 上计数输入信号的跳变, 输入电平必须至少保持 ( 高或低 ) 规定数目的模块时钟周期之后才能改变 具体内容请参阅章节 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

64 定时器级联 通用定时器单元 溢出翻转锁存位 T6OTL 用作计数器模式下辅助定时器的计数时钟时, 核心定时器 T6 和辅助定时器 T5 级联工作 定时器级联可构成 32 位或 33 位定时器 / 计数器, 这取决于选择何种 T6OTL 跳变触发辅助定时器计数 32 位定时器 / 计数器 : 若选择 T6OTL 的任意跳变触发辅助定时器计数, 核心定时器 T6 在每次上溢 / 下溢时, 触发辅助定时器计数 因此 T5 和 T6 构成 32 位定时器 33 位定时器 / 计数器 : 若仅选择 T6OTL 的正跳变或负跳变触发辅助定时器计数, 核心定时器 T6 在每两次上溢 / 下溢后, 辅助定时器计数一次 因此它们构成 33 位定时器 (16 位核心定时器 + T6OTL+ 16 位辅助定时器 ) 只要 T6OTL 不被软件修改, 它即表示内部翻转锁存器的状态, 可被视为 33 位定时器的组成部分 两个级联定时器的计数方向可以不同, 从而为用户提供了多种不同的配置组合 定时器 T6 代表级联定时器的低 16 位, 在这种情况下,T6 可工作在定时器模式 门控定时器模式或计数器模式 图 核心定时器 T6 和辅助定时器 T5 级联工作 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

65 GPT2 寄存器 CAPREL 工作模式 通用定时器单元 捕获 / 重载寄存器 CAPREL 可用于捕获定时器 T5 的内容, 或者重载定时器 T6 系统支持一种特殊的模式, 即通过寄存器 CAPREL 同时实现捕获 重载两种功能, 采用该模式可实现倍频 输入引脚 CAPIN, 或 GPT1 的定时器 T3 的 T3IN 和 T3EUD 触发捕获 ; 定时器 T6 上溢或下溢触发重载 除捕获功能之外, 还可用捕获触发信号分别对定时器 T5 和 T6 清零 寄存器 CAPREL 的功能由定时器控制寄存器 T5CON 和 T6CON 中相关的位 / 位域控制 GPT2 的捕获 / 重载寄存器 CAPREL 工作在捕获模式 置位控制寄存器 T5CON 中的位 T5SC, 寄存器 CAPREL 工作在捕获模式 ( 将寄存器 T5CON 中的位域 CI 设置为非零值, 选择触发信号 ) 捕获模式下, 用户选择的外部输入引脚发生跳变时, 辅助定时器 T5 的值被锁存到寄存器 CAPREL 中 位 CT3 选择由外部输入 CAPIN 或 GPT1 的定时器 T3 的输入 T3IN 和 / 或 T3EUD 作为捕获功能的触发源 :CAPIN 上的正跳变 负跳变或任意跳变可触发捕获 ; 或 T3IN 和 T3EUD 或二者任意一个输入上的跳变可触发捕获 寄存器 T5CON 中的位域 CI 控制选择有效沿 触发沿选择总结见表 表 CAPREL 寄存器输入沿选择 CT3 CI 计数器递增 / 递减计数触发沿 X 00 无, 捕获模式被禁止 0 01 CAPIN 上的正跳变 ( 上升沿 ) 0 10 CAPIN 上的负跳变 ( 下降沿 ) 0 11 CAPIN 上的任意跳变 ( 上升沿或下降沿 ) 1 01 T3IN 上的任意跳变 ( 上升沿或下降沿 ) 1 10 T3EUD 上的任意跳变 ( 上升沿或下降沿 ) 1 11 T3IN 或 T3EUD 上的任意跳变 ( 上升沿或下降沿 ) 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

66 通用定时器单元 图 捕获模式下 GPT2 寄存器 CAPREL 框图 检测到触发事件时, 辅助定时器 T5 的值被锁存到寄存器 CAPREL 中, 中断请求线 CRIRQ 被激活 ; 可通过寄存器 T5CON 中的位 T5CLR 和寄存器 T6CON 中的位 T6CLR 来控制该触发事件是否分别对定时器 T5 和 / 或 T6 清零 若 TxCLR = 0, 捕获事件不影响定时器 Tx 的值 ; 若 TxCLR = 1, 捕获结束后定时器 Tx 被清零 注 : 位 T5SC 仅控制是否执行捕获操作 若 T5SC 被清零, 外部输入信号仍可对定时器 T5 和 / 或 T6 清零, 或者用作外部中断输入 该中断由 CAPREL 中断控制寄存器 CRIC 控制 若使能 T3IN 或 T3EUD(CT3 = 1) 触发捕获操作, 所选输入信号发生跳变时,T5 的内容被捕获到寄存器 CAPREL 中 可利用这些捕获值测量 T3 的输入信号 这种功能非常有用, 例如当 T3 工作在增量接口模式时, 可以获取输入信号的动态信息 ( 速度 加速度 ) 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

67 通用定时器单元捕获模式下, 必须将引脚 CAPIN,T3IN 或 T3EUD 配置为输入 为了确保能够正确识别触发输入信号的跳变, 输入电平必须至少保持 ( 高或低 ) 规定数目的模块时钟周期之后才能改变 具体内容请参阅章节 GPT2 的捕获 / 重载寄存器 CAPREL 工作在重载模式 置位控制寄存器 T6CON 中的位 T6SR, 寄存器 CAPREL 工作在重载模式 重载模式下,T6 上溢或下溢会触发重载操作, 将寄存器 CAPREL 的值装入核心定时器 T6 中 CAPREL 寄存器的相关中断请求线 CRIRQ 不会被激活 ; 但中断请求线 T6IRQ 会被激活, 指示定时器 T6 发生上溢 / 下溢 图 重载模式下 GPT2 寄存器 CAPREL 框图 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

68 GPT2 的捕获 / 重载寄存器 CAPREL 工作在捕获 重载模式 通用定时器单元 T5SC 和 T6SR 可分别使能寄存器 CAPREL 的重载和捕获功能, 因此置位 T5SC 和 T6SR, 可同时使能这两种功能 利用该特性可对输入频率倍频 图 捕获 重载模式下 GPT2 寄存器 CAPREL 框图 可用该组合模式检测非周期性的连续外部事件, 但需要采用更高的计数精度, 这意味着, 两次外部事件之间需要更多的 时钟标记 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

69 通用定时器单元 为了实现该功能, 用定时器 T5 和 CAPREL 寄存器测量外部事件的时间间隔 定时器 T5 工作在定时器模式, 以某个频率, 如 f GPT/32 递增计数 外部事件从引脚 CAPIN 输入 外部事件发生时, 定时器 T5 的内容被锁存到寄存器 CAPREL 中, 定时器 T5 被清零 (T5CLR = 1) 因此, 寄存器 CAPREL 中始终保存两次事件之间的正确时间, 用定时器 T5 的增量表示 定时器 T6 工作在定时器模式, 以某个频率, 如 f GPT/4 递减计数, 发生下溢时将 CAPREL 的值重新装入 T6 中 因此, 寄存器 CAPREL 的值代表定时器 T6 两次下溢之间的时间, 用定时器 T6 的增量表示 由于 ( 此例中 ) 定时器 T6 的计数频率为 T5 的 8 倍, 因此 T6 在两次外部事件之间会下溢 8 次, 从而定时器 T6 的下溢信号会产生 8 个 时钟标记 每次下溢时, 中断请求线 T6IRQ 被激活, 位 T6OTL 翻转 T6OTL 的状态可从引脚 T6OUT 输出 该信号的跳变频率为引脚 CAPIN 上信号频率的 8 倍 注 : 定时器 T6 的下溢信号可进一步用作 CAPCOM2 单元定时器的输入时钟, 从而用户可设置比外部事件计数精度更高的比较事件 通过 T6OUF 信号实现单元之间的连接 捕获校正 以下原因会造成输出频率的偏差 : 定时器 T5 对实际时间计数 ( 例如, 工作在 1MHz 的 T5 对 10 khz 的输入信号会计数到 64 H/100 D); 但是 T6OTL 只在 T6 下溢时翻转 ( 如从 0000 H 翻转到 FFFF H) 依照上面的举例,T6 将从 64 H 开始递减计数, 因此 T6 每计数 101 次之后下溢 故实际输出频率为 79.2 khz, 而非期望值 80 khz 该偏差可通过激活捕获校正 (T5CC = 1) 加以补偿 使用捕获校正特性时,T5 值被减 1 之后才进行捕获 这样, 误差即被校正 ( 上例中,T5 计数到 64 H/100 D, 但 CAPREL 寄存器会捕获减 1 之后的值 63 H/99 D, 因此 T6 会计数 100 次后溢出, 输出频率为 80 khz) 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

70 GPT2 时钟信号控制 通用定时器单元 定时器模块 GPT2 的所有操作均由基本时钟触发 系统时钟经过基本模块预分频产生该基本时钟, 预分频因子由寄存器 T6CON 中的位域 BPS2 控制 ( 见图 14-20) 有两种不同的方式产生计数时钟 : 内部计数时钟, 经过预分频处理 ( 预分频因子可编程设定 ) 的 GPT2 基本时钟, 该时钟用于 ( 门控 ) 定时器模式 外部计数时钟, 取自定时器的输入引脚, 该时钟用于计数器模式 GPT2 模块的基本时钟决定了最大计数频率和定时器精度 表 模块 GPT2 的基本时钟选择 模块预分频 1) 2) BPS2 = 01 B BPS2 = 00 B BPS2 = 11 B BPS2 = 10 B GPT2 的预分频因 F(BPS2) F(BPS2) F(BPS2) F(BPS2) 子 :F(BPS2) : = 2 = 4 = 8 = 16 最大外部计数频率 f GPT/4 f GPT/8 f GPT/16 f GPT/32 输入信号持续稳定的最短时间 2 t GPT 4 t GPT 8 t GPT 16 t GPT 1) 请注意位域 BPS2 为非线性编码 2) 复位后的缺省值 内部计数时钟产生 定时器模式和门控定时器模式下,GPT2 的每个定时器的计数时钟来自经过预分频处理的 GPT2 基本时钟, 该预分频因子可由定时器控制寄存器 TxCON 中的位域 TxI 编程设定 定时器 Tx 的计数频率 f Tx 和相应计数精度 r Tx 随较低的时钟频率线性变化, 计算公式如下 : f Tx = F < TxI > fgpt F( BPS2) 2 r [ ] < TxI > Tx s = ( BPS2) 2 fgpt [ MHz] µ (14.2) 计数频率不仅取决于公共的模块时钟预分频因子 F(BPS2); 还取决于定时器各自的预分频因子 2 <TxI> GPT2 定时器的总预分频因子总结见表 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

71 表 GPT2 内部计数时钟的总预分频因子 通用定时器单元 定时器 Tx 的预分频因子 公共预分频因子 BPS2 = 01 B BPS2 = 00 B BPS2 = 11 B BPS2 = 10 B 1) TxI = 000 B TxI = 001 B TxI = 010 B TxI = 011 B TxI = 100 B TxI = 101 B TxI = 110 B TxI = 111 B ) 请注意位域 BPS2 为非线性编码 根据总预分频因子和系统频率计算得到定时器的各项参数 ( 如计数时钟频率 计数时钟精度和计数周期 ), 见表 请注意有些结果已四舍五入 表 GPT2 定时器参数 频率 系统时钟 = 10 MHz 精度 周期 总预分频因子 频率 系统时钟 = 40 MHz 精度 周期 5.0 MHz 200 ns ms MHz 50 ns 3.28 ms 2.5 MHz 400 ns ms MHz 100 ns 6.55 ms 1.25 MHz 800 ns ms MHz 200 ns ms khz 1.6 µs ms MHz 400 ns ms khz 3.2 µs ms MHz 800 ns ms khz 6.4 µs ms khz 1.6 µs ms khz 12.8 µs ms khz 3.2 µs ms khz 25.6 µs s khz 6.4 µs ms 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

72 通用定时器单元 系统时钟 = 10 MHz 总预 系统时钟 = 40 MHz 频率 精度 周期 分频因子 频率 精度 周期 khz 51.2 µs s khz 12.8 µs ms 9.77 khz µs s khz 25.6 µs s 4.88 khz µs s khz 51.2 µs s 外部计数时钟输入 用 GPT2 的基本时钟对外部输入信号采样 ( 见图 14-20) 为了确保信号能被正确识别, 外部信号的当前输入电平值 ( 高或低 ) 必须至少保持一个完整的采样周期之后才能改变 若输入信号连续两次采样的电平值不同, 即可识别到信号发生了跳变 因此, 至少需要两个基本时钟周期对外部输入信号采样, 故输入信号的最大频率一定不能高于基本时钟频率的一半 GPT2 外部输入信号的参数限制总结见表 表 GPT2 外部输入信号的参数限制 系统时钟 = 10 MHz 外部输入 GPT2 输入信号 系统时钟 = 40 MHz 频率因子分频持续时间最大输入电平持续因子最大输入电平持续频率稳定的 BPS2 频率稳定的最短时间最短时间 2.5 MHz 200 ns f GPT/4 01 B 2 t GPT 10.0 MHz 50 ns 1.25 MHz 400 ns f GPT/8 00 B 4 t GPT 5.0 MHz 100 ns khz 800 ns f GPT/16 11 B 8 t GPT 2.5 MHz 200 ns khz 1.6 µs f GPT/32 10 B 16 t GPT 1.25 MHz 400 ns 上表中的各项参数限制对 GPT2 的所有外部输入信号均有效, 包括计数器模式下的外部计数信号和门控计数器模式下的门控输入信号 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

73 GPT2 定时器寄存器 通用定时器单元 GPT12E_Tx 定时器 Tx 计数寄存器 SFR(FE4x H/2y H) 复位值 : 0000 H Txvalue rwh 表 定时器寄存器 GPT2 定时器寄存器地址物理地址 8 位地址 T5 FE46 H 23 H T6 FE48 H 24 H GPT12E_CAPREL 捕获 / 重载寄存器 SFR(FE4A H/25 H) 复位值 : 0000 H Capture/Reloadvalue rwh 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

74 GPT2 定时器和 CAPREL 的中断控制 通用定时器单元 当定时器 ( 递增计数 ) 从 FFFF H 至 0000 H 发生上溢, 或定时器 ( 递减计数 ) 从 0000 H 至 FFFF H 发生下溢时, 寄存器 TxIC 中的中断请求标志 (T5IR 或 T6IR) 被置位 只要检测到引脚 CAPIN 上的信号跳变 ( 由位域 CI 选择跳变沿 ), 寄存器 CRIC 中的中断请求标志 CRIR 被置位 若相应中断使能位 ( 寄存器 TxIC 中的 T5IE 或 T6IE, CRIC 寄存器中的 CRIE) 被置位, 将会产生指向定时器或 CAPREL 中断向量 (T5INT,T6INT 或 CRINT) 的中断, 或者触发 PEC 操作 两个定时器和 CAPREL 寄存器各对应一个中断控制寄存器 GPT12E_T5IC 定时器 T5 中断控制寄存器 SFR(FF66 H/B3 H) 复位值 : H GPX T5IR T5IE ILVL GLVL rw rwh rw rw rw GPT12E_T6IC 定时器 T6 中断控制寄存器 SFR(FF68 H/B4 H) 复位值 : H GPX T6IR T6IE ILVL GLVL rw rwh rw rw rw GPT12E_CRIC CAPREL 中断控制寄存器 SFR(FF6A H/B5 H) 复位值 : H GPX CRIR CRIE ILVL GLVL rw rwh rw rw rw 注 : 控制位域的具体解释请参阅中断控制寄存器的描述 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

75 通用定时器单元 14.3 GPT 模块接口定时器单元模块 GPT1 和 GPT2 以两种基本方式和周围资源接口 ( 见图 14-32): 内部连接 : 定时器和片上资源 ( 如时钟产生单元 中断控制器, 或其它定时器 ) 接口 外部连接 : 定时器通过端口引脚和外部资源接口 图 GPT 模块接口 必须将用作定时器输入信号的端口引脚配置为输入引脚, 对应的方向控制位必须清零 (DPx.y = 0) 必须将用作定时器输出信号的端口引脚配置为输出引脚, 对应的方向控制位必须置位 (DPx.y = 1) 并通过各自的复用功能选择寄存器将这些引脚设置为定时器的输出 ( 见第 7 章 ) 必须使能定时器中断请求的中断节点并设定其中断优先级 用户手册 V 1.2, GPT_X41, V 2.0

76 15 实时时钟 实时时钟 的实时时钟 (RTC) 模块由一组预分频器和定时器级联构成 主振荡器经预分频处理为 RTC 提供计数时钟 RTC 的应用包括 : 48 位定时器, 测量长时间间隔 系统时钟, 指示当前时间和日期 (RTC 的结构支持由系统时钟直接指示时间和日期 ) 周期性中断 ( 可由级联链中的任意一个定时器产生 ) 不同的编程设定和中断请求信号可使 RTC 满足不同的应用需求 即使 工作在省电模式 RTC 仍可继续工作, 从而提供了系统的实时信息 图 15-1 RTC 模块相关的特殊功能功能寄存器 (SFR) ( RTC 模块由 3 个分频模块组成 : 8:1 分频器 ( 可编程选择开启或关闭 ) 可重载的 16 位定时器 T14 32 位 RTC 定时器模块 ( 通过 RTC_RTCH 和 RTC_RTCL 进行访问 ), 由以下定时器级联构成 : 可重载的 10 位定时器 CNT0 可重载的 6 位定时器 CNT1 可重载的 6 位定时器 CNT2 可重载的 10 位定时器 CNT3 用户手册 15-1 V 1.2, RTC_X41, V 2.1

77 实时时钟 所有定时器均递增计数 五个定时器均可产生各自的中断请求, 所有的中断请求合并成一个公共中断节点请求 注 : 为了确保始终能够指示正确的系统时间 ( 即使在中间复位的情况下 ),RTC 寄存器不受系统复位的影响 15.1 确定 RTC 的时间基准 RTC 的定时器链由时钟信号 f RTC 触发计数, 该时钟信号由主振荡器经预分频处理后产生 ( 见图 15-2 和图 15-3) f RTC 可直接或通过 8:1 预分频构成基本的 RTC 时钟 定时器 T14 可提供不同应用情况下的计数增量, 从而确定了 RTC 定时器的输入频率, 即 RTC 的时间基准 ( 见表 15-3) 的系统时钟 f SYS 也为 RTC 模块提供时钟信号 该时钟信号控制 RTC 的逻辑模块和总线接口 为了能够和计数时钟正确同步, 系统时钟必须至少是计数时钟的四倍, 即 f SYS 4 f CNT 图 15-2 RTC 时钟源框图 用户手册 15-2 V 1.2, RTC_X41, V 2.1

78 表 15-1 例举 T14 中断周期的取值范围和 T14 的重载值 ( 时间基准为 1s 和 1ms): 实时时钟 表 15-1 RTC 时间基准举例 振荡器 T14 中断周期 重载值 A 重载值 B 频率 最小值 最大值 T14REL 时间基准 T14REL 时间基准 4 MHz 8.0 µs s ---- H / C2F7 H s FF83 H/ FFF0 H ms/ ms 注 : 根据是否使能 8:1 预分频器, 从这对重载值中选择相应的值 异步工作 当系统时钟频率低于 4 f CNT 时, 将无法与计数时钟正确同步 计数事件可能会被遗漏 ; 当 进入比如休眠模式, 系统时钟会彻底关闭,RTC 将停止计数 发生上述情况时, RTC 可切换到异步模式 ( 通过置位寄存器 SYSCON0 中的位 RTCCM 实现 ) 异步模式下, 计数寄存器直接由计数时钟控制, 和系统时钟无关 RTC 异步工作确保了即使在休眠模式或掉电模式下, 仍能正确计时 但是, 在异步模式下, 由于无法维持计数寄存器和总线接口之间的同步,RTC 寄存器不能被写入 读操作可能会干扰计数事件, 因此必须对读操作进行验证 ( 比如, 连续三次读同一个值 ) 注 : 当然, 只有在系统时钟未关闭时, 考虑异步模式对寄存器读写操作的限制才有意义 时钟模式切换 由寄存器 SYSCON0 中的位 RTCCM 选择 RTC 的时钟模式 ( 同步或异步 ) RTC 复位之后 ( 由寄存器 SYSCON0 中的 RTCRST 触发 ), 实时时钟系统工作在同步模式 (RTCCM = 0) 且 8:1 预分频被使能 时钟模式的选择还影响对 RTC 寄存器的访问 寄存器 RTC_CON 中的位 ACCPOS 指示是否可对寄存器进行完全访问 ( 复位后的缺省值 ACCPOS = 1 表示可对寄存器读写 ;ACCPOS = 0 反之 );ACCPOS 也指明了当前的时钟模式 请注意 : 软件应查询位 ACCPOS 的值, 以确认是否转移到所期望的时钟模式 切换至异步模式 (RTCCM = 1) 后, 位 ACCPOS = 0 指示异步模式下的正确操作 在该模式下系统时钟可被关闭或其频率被降低 切换至同步模式 (RTCCM = 0) 后, 位 ACCPOS = 1 指示同步模式下的正确操作 在该模式下可重新访问 ( 读写 )RTC 寄存器 用户手册 15-3 V 1.2, RTC_X41, V 2.1

79 实时时钟 注 : 若 8:1 预分频被禁止,RTC 从同步模式切换到异步模式时可能会丢失一个计数事件 (f CNT 的跳变沿 ) 因此对于此类应用, 推荐使能 8:1 预分频 软件校正提高 RTC 精度 振荡器频率和预分频因子 ( 包括或不包括 T14 和 8:1 预分频器 ) 决定了 RTC 的精度 预分频产生的精度限制由二进制计数器的量化引起 ( 平均值为 0); 振荡器频率产生的精度限制由理想频率和实际频率之间的差值引起 ( 因此差值会随时间累加 ), 该影响可被预估并补偿 针对时间精度要求较高的应用, 可通过软件进一步提高 RTC 总精度 提高精度的关键是要知道实际的振荡频率 可通过实际频率和期望频率之间的误差测量 RTC 的偏差 可很容易的计算得出 : 经过多少 (N) 周期该误差将累积到 ±1 个周期 因此, 只需在每 N 个周期之后即可 ±1 校正计数脉冲 比如可通过中断服务程序实现周期性的误差校正 ; 或在需要时对所读取的 RTC 寄存器数值进行评估以实现差值校正 ( 使用这种方式需储存 RTC 的前一个值 ) 注 : 不过对于大多数应用,RTC 所提供的标准精度已远远满足应用需要 调整 RTC 的当前值需先读取再写入完整的 48 位数值, 只有通过连续三次访问方可完成 为了避免多字读取 / 写入发生冲突,RTC 可增加或减少一个计数脉冲进行纠错 这可通过置位寄存器 RTC_CON 中的 T14INC 或 T14DEC 实现 : 下次计数事件到来时增加一个额外的计数脉冲 (T14INC), 或减少一个计数脉冲 (T14DEC) 操作结束前这些位始终保持置位状态, 操作结束后硬件自动对相关位清零 注 : 同时置位 T14INC 和 T14DEC 将不会影响计数值 用户手册 15-4 V 1.2, RTC_X41, V 2.1

80 15.2 RTC 运行控制 实时时钟 若启动 RTC, 必须置位寄存器 RTC_CON 中的位 RUN( 复位后的缺省值 ) 可以将位 RUN 清零, 比如在计时过程中, 某些操作阶段 RTC 无需参与工作 置位寄存器 SYSCON3 中的位 RTCDIS 可彻底关闭 RTC 模块 注 : 需要有效的计数时钟才可控制 RTC 的正确操作 软件置位寄存器 SYSCON0 中的位 RTCRST 将触发 RTC 复位 此时 RTC 的所有寄存器均被设置为初始值, 位 RTCRST 被自动清零 正常的系统复位不会影响 RTC 寄存器的内容及操作 ( 但 RTC_IC 会被复位 ) 初始化程序必须确保 RTC 工作在恰当的工作模式下 RTC 控制寄存器 RTC_CON 选择 RTC 模块的基本操作 RTC_CON 控制寄存器 ESFR(F110 H/88 H) 复位值 : 8003 H ACC POS T14 INC T14 DEC PRE RUN rh rwh rwh rw rw 符号 位序号 读写类型 功能描述 ACCPOS 15 rh RTC 寄存器访问控制 0 不能执行写操作, 只能异步读取 1 可执行读写操作 T14INC 3 rwh 定时器 T14 加 1 T14DEC 2 rwh 定时器 T14 减 1 该位置位时, 下次计数事件到来时增加一个计数脉冲, 即 T14 加 1 加 1 操作完成后硬件自动对该位清零 该位置位时, 下次计数事件到来时减少一个计数脉冲, 即 T14 减 1 减 1 操作完成后硬件自动对该位清零 PRE 1 rw RTC 输入时钟预分频使能 0 预分频被禁止,T14 的输入时钟为 f RTC 1 预分频被使能,T14 的输入时钟为 f RTC/8 用户手册 15-5 V 1.2, RTC_X41, V 2.1

81 实时时钟 符号 位序号 读写类型 功能描述 RUN 0 rw RTC 运行位 0 RTC 停止 1 RTC 运行 15.3 RTC 工作模式 根据应用需求,RTC 可被配置为不同的工作模式 这些工作模式的设置可通过选择恰当的重载值和中断信号来实现 图 15-3 RTC 框图 用户手册 15-6 V 1.2, RTC_X41, V 2.1

82 RTC 寄存器访问 实时时钟 RTC 的实际值由三个寄存器 T14 RTCL 和 RTCH 表示 由于这些寄存器级联构成 RTC 的计数器链,RTC 运行时会产生内部溢出 读取或写入 RTC 值时, 必须考虑可能的内部溢出以避免读取 / 写入错误值 读取定时器的值时必须谨慎 : 因为需要对不同的寄存器执行三次读操作, 读操作之间存在固有的时间延迟 必须考虑到在两次读取访问之间可能发生的溢出 (T14 溢出送至 RTCL 和 / 或 RTCL 溢出送至 RTCH), 而造成读写错误 例如, 从 RTCH 中读取 / 向 RTCH 中写入 0000 H 后, 在访问 RTCL 时会产生错误值, 因为此时 RTCL 可能产生溢出 这种情况下,RTCH 将变为 0001 H 访问 T14 和 T14REL 时也应进行同样的处理 通过专用地址访问定时器 T14 和 T14 重载寄存器 ; 通过两个 16 位 RTC 定时器寄存器 RTCH 和 RTCL 访问 RTC 的四个计数器 CNT3 CNT0; 通过两个 16 位 RTC 重载寄存器 RELH 和 RELL 访问四个对应的重载值 REL3 REL0 表 15-2 定时器 T14 的寄存器地址 寄存器名称 长 / 短地址 复位值 注 RTC_T14 F0D2 H/69 H 0000 H 16 位定时器, 可用作 RTC 模块预分频 RTC_T14REL F0D0 H/68 H 0000 H 定时器 T14 的重载寄存器 RTC_RTCH RTC 定时器高位寄存器 ESFR(F0D6 H/6B H) 复位值 : 0000 H CNT3 rwh CNT2 rwh RTC_RTCL RTC 定时器低位寄存器 ESFR(F0D4 H/6A H) 复位值 : 0000 H CNT1 rwh CNT0 rwh 用户手册 15-7 V 1.2, RTC_X41, V 2.1

83 实时时钟 符号 位序号 读写类型 功能描述 CNTx (x = 3 0) [15:6] [5:0] [15:10] [9:0] rwh RTC 定时器计数值 CNTx 这些位域溢出时会触发计数脉冲, 控制下一个计数器 CNTx+1(CNT3 除外 ) 计数, 紧接着将位域 RELx 的值重新装入 CNTx 此外, 溢出会触发中断请求 RTC_RELH RTC 重载高位寄存器 ESFR(F0CE H/67 H) 复位值 : 0000 H REL3 rwh REL2 rwh RTC_RELL RTC 重载低位寄存器 ESFR(F0CC H/66 H) 复位值 : 0000 H REL1 rwh REL0 rwh 符号 RELx (x = 3 0) 位序号 [15:6] [5:0] [15:10] [9:0] 读写类型 rwh 功能描述 RTC 重载值 RELx CNTx 计数溢出时, 将该值复制到位域 CNTx 中 注 : 只有专用 RTC 复位的情况下, 所有的 RTC 寄存器才会复位 该复位操作不受系统复位控制, 而是通过软件实现 用户手册 15-8 V 1.2, RTC_X41, V 2.1

84 位定时器操作 实时时钟 定时器 T14 和 COUNT0 COUNT3 级联可构成 48 位定时器, 由 RTC 的输入时钟控制计数 ( 时钟的预分频可以选择 ) 重载寄存器 T14REL,RELL 和 RELH 必须被清零以产生真正的二进制 48 位定时器 不过也允许采用其它重载值 RTC 的各定时器使用非零重载值时, 各自的溢出情况不同, 因此必须谨慎使用非零重载值 最大可用的时间跨度为 2 48 ( ) 个 T14 输入时钟 ( 假定无预分频 ), 振荡器频率为 32 khz 时, 该时间值将超过 200 年 系统时钟操作 1) 由于 RTC 模块不受系统复位的影响, 因此可以保持实时系统时钟, 即使在省电模式下实时系统时钟仍可正常工作并指示当前时间和日期 实时系统时钟的精度由定时器 T14 的输入时钟决定 选择恰当的重载值, 各级联定时器可分别表示当前时间和 / 或日期的一部分 T14 可将 RTC 调整到期望的工作范围 ( 时间或日期 ) T14REL 的重载值为 0000 H 时对应可用的最大时间跨度, 即 T14 将输入时钟 2 16 分频 系统时钟举例 RTC 的计数时钟为 f OSCm/32(8:1 预分频关闭 ) f OSCm = 4 MHz 时, 计数时钟 f CNT = 125 khz 选择恰当的重载值,RTC 的定时器可直接表示当前时间 ( 见图 15-4 和表 15-3) 图 15-4 RTC 定时器配置举例注 : 该配置可每毫秒 每秒 每分钟 每小时或每天产生一个中断请求 1) 上电复位后 RTC 寄存器的值未定义 用户手册 15-9 V 1.2, RTC_X41, V 2.1

85 实时时钟 级联链中的每个定时器递增计数时, 将输入时钟 (2 < 定时器宽度 > - < 重载值 >):1 分频 表 15-3 给出在表示一天 / 一周时间时, 各定时器所对应的重载值 表 15-3 重载值举例 REL3 REL2 REL1 REL0 T14REL 一天的时间表示 ( 图 15-4) 公式 重载值 3E8 H 04 H 04 H 018 H FF83 H 功能 小时 分钟 秒 1/1000 秒 预分频 中断周期 天 小时 分钟 秒 毫秒 一周的时间表示公式 重载值 3F9 H 28 H 04 H 1A8 H CF2C H 功能 天 小时 分钟 1/10 秒 预分频 中断周期 周 天 小时 分钟 100 毫秒 周期性中断的产生 只要 RTC 的任一定时器溢出和被重载,RTC 模块产生中断请求 该中断请求可用作比如 :( 无需重载通用定时器 ) 提供和 CPU 频率无关的系统时间标记 ; 或者规律性的将系统从休眠模式唤醒 选择恰当的重载值并使能对应的中断请求, 可调整中断周期的长度 该模式下, 可和其它模式组合工作 比如, 重载值 T14REL = F9C0 H( ), 这样, 每隔 50 ms 产生一个 T14 中断请求, 规律性的唤醒系统 而级联链中 T14 之后的定时器仍可用来表示时间或构成二进制计数器, 只是时间基准不同 用户手册 V 1.2, RTC_X41, V 2.1

86 15.4 RTC 中断产生 实时时钟 RTC 定时器链中每个定时器溢出时均可产生中断请求 RTC 的中断子节点控制寄存器 ISNC 将这些中断请求信号合并起来激活 RTC 的公共中断请求线 RTC_IRQ 每个定时器溢出时, 寄存器 ISNC 中对应的中断请求标志被置位 对应的中断使能位则决定该中断请求是否激活公共中断请求线 被使能的中断请求 相或 之后连接到 RTC_ITRQ 线上 ( 见图 15-5) 中断处理器通过查询中断请求标志确定中断请求源, 并在执行适当的操作后必须对这些标志位清零 ( 不由硬件清零 ) CPU 转入执行中断处理器指向的中断服务程序时, 公共节点请求位被自动清零 注 : 如果只有一个中断请求源被使能, 自然不需额外的软件检查 该中断请求和公共中断节点都必须被使能 图 15-5 中断框图 用户手册 V 1.2, RTC_X41, V 2.1

87 实时时钟 RTC_ISNC 中断子节点控制寄存器 ESFR(F10C H/86 H) 复位值 : 0000 H CNT 3IR CNT 3IE CNT 2IR CNT 2IE CNT 1IR CNT 1IE CNT 0IR CNT 0IE T14 IR T14 IE rwh rw rwh rw rwh rw rwh rw rwh rw 符号 CNTxIR ( x = 3 0 ) CNTxIE ( x = 3 0 ) 位序号 读写类型 功能描述 9,7, 5, 3 rwh CNTx 中断请求标志 0 无中断请求挂起 1 已产生中断请求 8,6, 4, 2 rw CNTx 中断使能控制位 0 中断请求被禁止 1 中断请求被使能 T14IR 1 rwh T14 溢出中断请求标志 0 无中断请求挂起 1 已产生中断请求 T14IE 0 rw T14 溢出中断使能控制位 0 中断请求被禁止 1 中断请求被使能 注 : 寄存器 ISNC 中的中断请求标志必须由软件清零, 进入中断服务程序时这些标志位不会被硬件自动清零 RTC_IC RTC 中断控制寄存器 ESFR(F1A0 H/D0 H) 复位值 : 0000 H GPX RTC IR RTC IE ILVL GLVL rw rwh rw rw rw 注 : 控制位域的具体解释请参阅中断控制寄存器的描述 寄存器 RTC_IC 不在 RTC 模块中, 任何系统复位均可复位该寄存器 用户手册 V 1.2, RTC_X41, V 2.1

88 16 模数转换器 模数转换器 系列中的几款产品 ( 见表 1-1) 提供精度为 8 位或 10 位, 集成采样和保持电路的模数转换器 (ADC) 输入复用器可从多达 14 路模拟输入通道 (P5 口的复用功能 ) 中, 通过软件 ( 固定通道模式 ) 或自动 ( 自动扫描模式 ) 选择转换通道 为了满足大多数嵌入式控制应用的需要,ADC 支持以下转换模式 : 固定通道单次转换 对选中通道进行转换并产生 ( 一个 ) 转换结果 固定通道连续转换 对选中通道重复转换 自动扫描单次转换 对选中通道组中的每路通道进行转换, 各通道产生一个转换结果 自动扫描连续转换 对选中通道组重复转换 等待 ADDAT 读取模式 前次的转换结果读取之后自动启动转换 通道插入模式 当硬件触发时启动转换, 可将指定通道的转换插入转换组中 ( 自动扫描 ) 通过 SFR 寄存器组和端口引脚控制 ADC 的功能并读取转换结果 增强模式寄存器提供更多 ADC 控制功能 用户手册 16-1 V 1.2, ADC_X41, V 2.1

89 模数转换器 图 16-1 ADC 的相关特殊功能寄存器 (SFR) ( 和端口引脚 外部模拟参考电压 V AREF 和 V AGND 固定不变 给 ADC 独立供电降低了对其它数字信号的干扰 在复位校准阶段及整个转换过程中, 参考电压必须保持稳定以达到最大精度 采样时间和转换时间皆可编程设定, 因此可根据模拟输入和 / 或模拟参考电压的内阻不同, 调整 ADC 的采样和转换时间 ( 用户可参阅应用指南 AP2428) 用户手册 16-2 V 1.2, ADC_X41, V 2.1

90 模数转换器 图 16-2 模数转换器框图 ADC 是采用逐次逼近技术 以电容网络实现的 转换过程包括以下 3 个阶段 : 采样阶段 : 将电容网络和选中的模拟输入端相连, 对电容网络充放电直至达到模拟信号的电压值 实际转换阶段 : 将电容网络和模拟输入端断开, 在逐次逼近过程中通过参考电压 VAREF 反复对电容网络充放电 ( 可选的 ) 后校准阶段 ( 调整电容网络以适用于变化的条件, 如温度 ): 将校准后的结果写入结果寄存器, 并产生中断请求 ADC 中有两组分别对应兼容模式和增强模式的控制 数据和状态寄存器 在给定时间内只有一组寄存器有效 由于两组寄存器中的大多数位元或位域控制相同的功能, 或者控制方式相似, 因此在以下章节中, 针对功能 ( 而非针对两个寄存器组 ) 进行描述 用户手册 16-3 V 1.2, ADC_X41, V 2.1

91 16.1 模式选择 模数转换器 模拟输入通道 AN15 AN10,AN7 AN0 是输入单向口 P5 的复用功能 P5 口可输入模拟或数字信号 用作模拟输入引脚时, 建议通过寄存器 P5DIDIS 禁止数字信号输入, 从而当 ( 模拟 ) 输入信号的电压在 V IL 和 V IH 之间时, 避免了不必要的串扰电流和切换噪声 由两组可位寻址的控制寄存器控制 ADC 的功能 兼容模式下使用寄存器 ADC_CON 和 ADC_CON1; 增强模式下使用寄存器 ADC_CTR0 ADC_CTR2 和 ADC_CTR2IN 寄存器指定转换通道的编号 转换模式 并指示转换器的状态 兼容模式 兼容模式下 (MD = 0), 寄存器 ADC_CON 和 ADC_CON1 选择 ADC 的基本功能 尽管寄存器所提供的功能有限, 但其结构已和先前版本的 ADC 模块兼容 ADC_CON ADC 控制寄存器 SFR(FFA0 H/D0 H) 复位值 : 0000 H ADCTC ADSTC AD CRQ AD CIN AD WR AD BSY AD ST - ADM ADCH rw rw rwh rw rw rh rwh - rw rw 符号 位序号 读写类型 功能描述 ADCTC [15:14] rw ADC 转换时间控制 ( 规定 ADC 的基本转换时钟 f BC) 00 f BC = f ADC/4 01 f BC = f ADC/2 10 f BC = f ADC/16 11 f BC = f ADC/8 ADSTC [13:12] rw ADC 采样时间控制 ( 规定 ADC 的采样时间 ) 00 t BC 8 01 t BC t BC t BC 64 ADCRQ 11 rwh ADC 通道插入请求标志 用户手册 16-4 V 1.2, ADC_X41, V 2.1

92 模数转换器 符号 位序号 读写类型 功能描述 ADCIN 10 rw ADC 通道插入使能 ADWR 9 rw ADC 等待读取控制 ADBSY 8 rh ADC 忙碌标志 0 ADC 空闲 1 正在进行转换 ADST 7 rwh ADC 启动控制位 0 终止正在进行的转换 1 启动转换 ADM [5:4] rw ADC 模式选择 00 固定通道单次转换 01 固定通道连续转换 10 自动扫描单次转换 11 自动扫描连续转换 ADCH [3:0] rw ADC 模拟通道输入选择选择 ( 第一个 ) 将转换的通道 ADC_CON1 ADC 控制寄存器 1 SFR(FFA6 H/D3 H) 复位值 : 0000 H ICST SAM PLE CAL RES ADCTC ADSTC rw rh rh rw rw rw 符号 位序号 读写类型 功能描述 ICST 15 rw 改进型转换和采样时间 选择有效的时间控制位域 0 标准转换和采样时间控制, 寄存器 ADC_CON 中的 2 位位域 ( 复位后的缺省值 ) 1 改进型转换和采样时间控制, 寄存器 用户手册 16-5 V 1.2, ADC_X41, V 2.1

93 模数转换器 符号 位序号 读写类型 功能描述 ADC_CON1 中的 6 位位域 SAMPLE 14 rh 采样阶段状态标志 0 ADC 不处于采样阶段 1 ADC 正在采样 CAL 13 rh 复位校准阶段状态标志 0 ADC 不处于校准阶段 1 ADC 正在校准 RES 12 rw 转换精度控制 0 10 位精度 ( 复位后的缺省值 ) 1 8 位精度 ADCTC [11:6] rw ADC 转换时间控制规定 ADC 的基本转换时钟 : f BC = f ADC/ (<ADCTC> +1) ADSTC [5:0] rw ADC 采样时间控制规定 ADC 的采样时间 : t S = t BC 4 (<ADSTC> +2) 注 : 选择 ADCTC 和 f ADC 时, 一定不能超过 f BC 的极限值 ( 请参阅数据手册 ) 增强模式 增强模式下 (MD = 1), 寄存器 ADC_CTR0,ADC_CTR2 和 ADC_CTR2IN 选择 ADC 的基本功能 增强模式的寄存器结构和兼容模式有所不同, 该模式提供了更多的功能选择 由寄存器 ADC_CTR2(IN) 选择转换时间,ADC_CTR2 控制标准转换, ADC_CTR2IN 控制插入转换 用户手册 16-6 V 1.2, ADC_X41, V 2.1

94 模数转换器 ADC_CTR0 ADC 控制寄存器 0 SFR(FFBE H/DF H) 复位值 : 1000 H MD SAM PLE ADCTS AD CRQ AD CIN AD WR AD BSY AD ST ADM CAL OFF ADCH rw rh rw rwh rw rw rh rwh rw rw rw 符号 位序号 读写类型 功能描述 MD 15 rw 模式控制 0 兼容模式 1 增强模式 SAMPLE 14 rh 采样阶段状态标志 注 : 正在转换时, 禁止修改控制位 MD 用户编程时必须注意 0 ADC 不处于采样阶段 1 ADC 正在采样 ADCTS [13:12] rw 通道插入触发输入的选择 00 通道插入触发输入被禁止 01 选择触发输入 CAPCOM2 10 选择触发输入 CAPCOM6 11 保留 注 :ADCTS 的复位值为 01 B 以实现兼容 ADCRQ 11 rwh ADC 通道插入请求标志 ADCIN 10 rw ADC 通道插入使能控制 ADWR 9 rw ADC 等待读取控制 ADBSY 8 rh ADC 忙碌标志 0 ADC 空闲 1 正在进行转换 ADST 7 rwh ADC 启动 / 停止控制位 0 终止正在进行的转换 1 启动转换 用户手册 16-7 V 1.2, ADC_X41, V 2.1

95 模数转换器 符号 位序号 读写类型 功能描述 ADM [6:5] rw ADC 模式选择控制 00 固定通道单次转换 01 固定通道连续转换 10 自动扫描单次转换 11 自动扫描连续转换 CALOFF 4 rw 校准禁止控制 0 执行校准 1 禁止 ( 关闭 ) 校准 注 : 兼容模式和增强模式下该位均有效 ADCH [3:0] rw ADC 模拟通道输入选择选择 ( 第一个 ) 将转换的通道 ADC_CTR2 ADC 控制寄存器 2 ESFR(F09C H/4E H) 复位值 : 0000 H RES ADCTC ADSTC - rw rw rw ADC_CTR2IN ADC 插入控制寄存器 2 ESFR(F09E H/4F H) 复位值 : 0000 H RES ADCTC ADSTC - rw rw rw 符号 位序号 读写类型 功能描述 RES [13:12] rw 转换精度控制 位精度 ( 复位后的缺省值 ) 01 8 位精度 1x 保留 ADCTC [11:6] rw ADC 转换时间控制 用户手册 16-8 V 1.2, ADC_X41, V 2.1

96 模数转换器 符号 位序号 读写类型 功能描述 规定 ADC 的基本转换时钟 : f BC = f ADC/ (<ADCTC> +1) ADSTC [5:0] rw ADC 采样时间控制 规定 ADC 的采样时间 : t S = t BC 4 (<ADSTC> +2) 注 : 选择 ADCTC 和 f ADC 时, 一定不能超过 f BC 的极限值 ( 请参阅数据手册 ) 用户手册 16-9 V 1.2, ADC_X41, V 2.1

97 16.2 ADC 操作 模数转换器 通道选择,ADCH, 位域 ADCH 控制输入通道复用器的逻辑操作 单通道模式下,ADCH 指定要进行转换的模拟通道 ; 自动扫描模式下,ADCH 指定要转换的通道组中编号最高的通道 在转换过程中可以修改 ADCH 固定通道模式下当前转换结束后 或自动扫描模式下当前转换序列结束后,ADCH 的新值生效 ADC 标志,ADBSY,SAMPLE, ADC 启动 ( 置位 ADST) 后 ADC 忙碌状态标志被置位, 只要 ADC 在执行转换或者校准, 该位始终被置位 ADC 空闲时 ADBSY 被清零, 表明当前没有转换或校准操作 在采样过程中置位 SAMPLE ADC 启动 / 停止控制,ADST, 通过位 ADST 启动或停止 ADC 置位 ADST 将启动单次转换或一个转换序列 ADC 启动后, 忙碌标志 ADBSY 被置位,ADC 选择并采样由 ADCH 指定的输入通道 转换过程中采样电平被保持 该通道转换结束后, 转换结果连同转换通道编号被送入结果寄存器, 并产生中断请求 转换结果保存在位域 ADRES 中 ADST 在被硬件或软件清零之前始终保持置位 硬件清零和转换模式有关 : 固定通道单次转换模式下, 指定通道转换结束之后 ADST 被清零 自动扫描单次转换模式下, 通道 0 转换结束之后 ADST 被清零 注 : 连续转换模式下,ADST 不能由硬件清零 软件清零 ADST 将终止 ADC ADC 的终止响应和转换模式有关 : 固定通道单次转换模式下,ADC 结束当前转换之后停止运行 和 ADST 不被软件清零的操作相同 固定通道连续转换模式下,ADC 结束当前转换之后停止运行 通常采取这种方式结束该转换模式 自动扫描单次转换模式下,ADC 继续对自动扫描序列转换, 直到通道 0 转换结束之后停止运行 和 ADST 不被软件清零的操作相同 自动扫描连续转换模式下,ADC 继续对自动扫描序列转换, 直到通道 0 转换结束之后停止运行 通常采取这种方式结束该转换模式 清零之后置位 ADST 可重新启动 ADC, 这将中止当前转换 用控制寄存器中设定的新参数重新启动 ADC 用户手册 V 1.2, ADC_X41, V 2.1

98 转换模式选择,ADM, 位域 ADM 选择 ADC 的转换模式, 列于表 16-1 中 模数转换器 ADM 表 16-1 ADC 转换模式说明 00 固定通道单次转换 01 固定通道连续转换 10 自动扫描单次转换 11 自动扫描连续转换 在转换过程中, 可以改变模式选择位域 ADM 和通道选择位域 ADCH 当前转换结束之后 ADM 的新值生效 ; 当前转换结束之后 ( 固定通道模式 ) 或当前转换序列结束之后 ( 自动扫描模式 )ADCH 的新值生效 转换精度控制,RES, ADC 可产生 10 位 (RES = 0) 或 8 位 (RES = 1) 的转换结果 根据应用需求可选择更高的转换速度 (8 位转换所需转换时间较短 ) 或更高的转换精度 转换结果 转换结果存放在结果寄存器 ADC_DAT 中, 插入通道的转换结果存放在寄存器 ADC_DAT2 中 转换结果存放的位置由基本工作模式 ( 兼容模式或增强模式 ) 和选择的精度 (8 位或 10 位 ) 决定 注 : 转换结果对应的通道编号存放在寄存器 ADC_DAT 的位域 CHNR 中 ;CPU 将要插入的模拟通道的编号存放在寄存器 ADC_DAT2 的位域 CHNR 用户手册 V 1.2, ADC_X41, V 2.1

99 模数转换器 ADC_DAT ADC 结果寄存器 SFR(FEA0 H/50 H) 复位值 : 0000 H CHNR rwh ADRES rwh ADC_DAT2 ADC 通道插入结果寄存器 ESFR(F0A0 H/50 H) 复位值 : 0000 H CHNR rw ADRES rwh 符号 位序号 读写类型 功能描述 CHNR [15:12] rw[h] 通道编号 ( 指明被转换的模拟通道 ) ADRES [11:0] rwh 模数转换结果最近一次的转换结果 兼容模式下, 结果存放位置如下 : 8 位 :ADRES [9:2] 10 位 :ADRES [9:0] 增强模式下, 结果存放位置如下 : 8 位 :ADRES [11:4] 10 位 :ADRES [11:2] 注 : 始终将 ADRES 中的未使用位设置为 0 用户手册 V 1.2, ADC_X41, V 2.1

100 固定通道转换模式 模数转换器 将模式选择位域 ADM 设置为 00 B 或 01 B, 分别对应固定通道单次转换模式或连续转换模式 ADST 启动 ADC 之后, 忙碌标志 ADBSY 被置位, 开始对位域 ADCH 指定的通道进行转换 转换完成后, 中断请求标志 ADCIR 被置位 单次转换模式,ADC 将自动停止, 并复位 ADBSY 和 ADST 连续转换模式,ADC 将自动开始新的转换 ( 转换通道由 ADCH 指定 ) 每次转换结束后 ADCIR 被置位 若在转换的过程中软件复位 ADST,ADC 将在完成当前通道转换之后, 停止运行并复位 ADBSY 用户手册 V 1.2, ADC_X41, V 2.1

101 自动扫描转换模式 模数转换器 将模式选择位域 ADM 设置为 10 B 或 11 B, 分别对应自动扫描单次转换模式或连续转换模式 该模式自动对一个模拟通道序列进行转换 ( 从位域 ADCH 指定的通道开始, 到通道 0 结束 ), 转换过程无需软件修改通道编号 置位 ADST 启动 ADC, 忙碌标志 ADBSY 被置位, 首先对位域 ADCH 指定的通道进行转换 转换结束后, 中断请求标志 ADCIR 被置位, 接着 ADC 自动开始对下一个通道进行转换 每次转换结束 ADCIR 被置位 通道 0 转换之后当前转换序列结束 单次转换模式,ADC 将自动终止, 并复位 ADBSY 和 ADST 连续转换模式,ADC 将自动开始新的转换序列 ( 从 ADCH 指定的通道开始 ) 若在转换的过程中软件复位 ADST,ADC 完成当前序列 ( 包括通道 0 的转换 ) 的转换之后, 停止运行并复位 ADBSY 图 16-3 自动扫描转换模式举例 注 : 由于通道 9 和 8 未和输入引脚连接, 因此当自动扫描序列的起始通道编号大于 7 时, 将产生 ( 最多 )2 个无效结果 以 ADCH = E H 起始的自动扫描序列会产生如下 15 个转换结果 :14,13,12,11,10,x,x,7,6,5,4,3,2, 1,0 ADCH = 9 H 或 8 H 在转换开始时对应产生 2 个或 1 个无效结果, 因此在实际应用中这类设置无意义 用户手册 V 1.2, ADC_X41, V 2.1

102 等待读取模式 模数转换器 缺省模式下, 若新的转换已完成而前次的转换结果还未从结果寄存器中读出, 新的转换结果将覆盖前次的转换结果, 前次结果丢失 ADC 的过载错误中断请求标志 ADEIR 被置位 尤其是在连续转换模式下, 为了避免产生出错中断以及转换结果丢失, 可通过置位 ADWR 将 ADC 切换到 等待读取模式 若当前转换完成时前次结果还未读出, 则将新的转换结果保存在临时缓存中, 并将下次转换挂起 (ADST 和 ADBSY 将保持置位状态, 但不会产生 转换结束 中断 ) 前次结果读出后, 临时缓存中的内容被复制到 ADC_DAT 中 ( 产生 ADCIR 中断 ), 开始执行挂起的转换 该机制对单次和连续转换模式均适用 注 : 标准模式下,ADC 以固定速率 ( 由转换时间决定 ) 进行连续转换, 等待读取模式 下, 由于转换挂起会造成延迟 然而, 只有当 CPU( 或 PEC) 无法跟上转换速率时, 才会影响转换 图 16-4 等待读取模式举例 用户手册 V 1.2, ADC_X41, V 2.1

103 通道插入模式 模数转换器 在不改变当前工作模式 (ADC 正工作在连续或自动扫描模式 ) 的情况下, 通道插入模式可对插入的特定模拟通道进行转换 结束特定通道的转换之后,ADC 继续工作在原先的工作模式 置位 ADCIN 并要求等待读取模式有效 (ADWR = 1), 通道插入模式被使能 该模式下寄存器 ADC_DAT2 中的位域 CHNR 指定要转换的通道编号 注 :ADC 不修改寄存器 ADC_DAT2 中位域 CHNR 的值, 只修改位域 ADRES 的值 由于插入转换的通道编号未经缓存, 因此在插入转换的采样阶段一定不能修改 ADC_DAT2 中的 CHNR, 否则输入复用器会切换到新的通道 建议只有不进行插入转换时, 才改变通道编号 图 16-5 通道插入举例 用户手册 V 1.2, ADC_X41, V 2.1

104 可通过三种方式触发通道插入 : 软件置位通道插入请求位 ADCRQ 模数转换器 CAPCOM2 单元中捕获 / 比较寄存器 CC31 的比较或捕获事件置位 ADCRQ CAPCOM6 单元中定时器 T13 的周期匹配置位 ADCRQ 第二种方式在某个特定的时间触发通道插入 :CAPCOM2 单元的寄存器 CC31 中存放着预定义的计数值, 计数到该值后触发通道插入 注 : 无论通道插入模式是否被使能, 任意被选中的触发方式 (CAPCOM2 中通道 CC31 的中断请求或 CAPCOM6 中定时器 T13 的周期匹配 ) 会置位通道插入请求位 ADCRQ 建议在使能通道插入模式之前总是对位 ADCRQ 清零 当前转换 ( 若正在进行转换 ) 结束之后启动 ( 插入 ) 指定通道的转换 完成该插入通道的转换之后, 结果存放在结果寄存器 ADC_DAT2 中, 并产生 通道插入完成 中断请求, 该中断使用中断请求标志 ADEIR( 此时要求等待读取模式有效 ) 注 : 插入转换的结果直接写入 ADC_DAT2 中 若前次的转换结果还未被读出, 它将被新值覆盖 若临时缓存已满, 则将标准转换挂起 用户手册 V 1.2, ADC_X41, V 2.1

105 转换仲裁 模数转换器 ADC 空闲时会立即响应转换请求, 触发相应的转换 若 ADC 正在进行转换时又有新的转换请求,ADC 的操作将取决于转换类型 ( 标准或插入转换 ) 注 : 控制位 (ADST 或 ADCRQ) 从 0 翻转到 1 时激活转换请求 也就是说, 控制位置位之前必须为 0 各种可能情况下的 ADC 操作归纳见表 16-2 表 16-2 转换仲裁 正在进行的转换 新转换请求 标准插入 标准 取消正在进行的转换, 开始新 1) 请求的转换 当前转换结束之后, 开始新请求的转换 插入 当前转换结束之后, 开始新请求的转换 当前转换结束之后, 开始新请求的转换 但第二次转换时, 位 ADCRQ 将为 0 1) 在重新启动标准转换时, 若有已挂起的插入转换, 应先处理插入转换 用户手册 V 1.2, ADC_X41, V 2.1

106 16.3 自动校准 模数转换器 的 ADC 模块具有自校准特性, 主要用来纠正由工艺变化引起的增益误差和温度变化引起的偏移误差 ADC 支持两种校准 : 复位校准 : 复位后对 ADC 进行全面的基本校准, 尤其在上电复位时需要进行复位校准 后校准 : 每次转换结束后进行细微校准 复位校准 复位后 ADC 会自动进行全面的上电校准, 以纠正 ADC 的增益误差和偏移误差 为了实现最佳校准, 上电校准过程中参考电压和电源电压必须保持稳定 校准过程将执行多个校准周期, 其间调整步长逐渐减小 ADC 模块的实际特性决定了校准周期数 上电校准最多占用 个基本时钟 (f BC) 周期 只要上电校准正在进行, 状态标志 CAL 被置位 注 : 必须在进入休眠模式 空闲模式或掉电模式之前完成复位校准 (CAL = 0) 否则模拟比较器会保持运行, 这是节电情况下所不希望的 后校准 每次转换结束后进行细微校准 对于 8 位和 10 位转换, 只要不超过数据手册中规定的总不可调整误差 (TUE), 并不强制执行后校准 置位寄存器 ADC_CTR0 中的 CALOFF 将禁止后校准 若后校准被禁止, 将不执行后校准, 从而缩短了总的转换时间 注 : 只有在完成复位校准后才能禁止后校准 用户手册 V 1.2, ADC_X41, V 2.1

107 16.4 转换时间控制 模数转换器 启动转换之后, 首先通过相应的模拟输入引脚对 AD 转换器的电容器充电, 当电容器上的电压值和当前模拟输入的电压相等时充电结束, 加载电容消耗的时间称作采样时间 接着将采样的电压值逐步转换为和 ADC 精度相对应的数字值 在转换过程中 ( 不包括采样时间 ) 通过引脚 V AREF 和 V AGND 对内部电容反复充放电 因为在给定的时间内电容器必须达到其最终电压值 ( 至少接近其最终电压 ), 因此电容器采样和充放电所需的电流大小由转换各步骤所消耗的时间决定 不过采样源所能提供的最大电流取决于其内阻 转换过程中的采样和转换时间可在一定范围内由软件设定 各转换步骤消耗的绝对时间 ( 实际时间 ) 和控制器的速度无关, 从而可使 的 ADC 模块适用于不同特性的系统 : 快速转换 : 将各步骤的时间设定为所允许的最小绝对值可实现快速转换, 这适用于扫描高频信号, 不过模拟输入和模拟电源的内阻必须足够低 高内阻 : 将各步骤的时间设定成较大值 或所允许的最大值可实现高内阻, 这适用于 : 使用具有高内阻的模拟输入和模拟电源以保持尽可能低的电流 不过这种情况下的转换速率可能非常低 控制位域 有两种机制控制转换和采样时间 : 标准时间控制 : 使用寄存器 ADC_CON 中的两个 2 位位域选择转换时间和采样时间 该机制提供精简控制, 但限制了预分频因子的取值范围 改进型时间控制 : 使用寄存器 ADC_CON1( 兼容模式 ) 或寄存器 ADC_CTR2/ADC_CTR2IN( 增强模式 ) 中的两个 6 位位域选择转换时间和采样时间 该机制下预分频因子取值的范围较宽, 因此 ADC 可更灵活的适用于内部和外部系统环境 兼容模式下置位寄存器 ADC_CON1 中的位 ICST 或者选择增强模式, 将采用改进型时间控制 用户手册 V 1.2, ADC_X41, V 2.1

108 标准时间控制 模数转换器 由寄存器 ADC_CON 中的两个 2 位位域进行标准时间控制 位域 ADCTC( 转换时间控制 ) 选择用于 ADC 操作的基本转换时钟 (f BC) 采样时间由位域 ADSTC 控制, 并由上述转换时钟计算得到 采样时间始终为 8t BC 的整数倍 表 16-3 列出可能的参数组合 表 16-3 标准转换和采样时间控制 ADC_CON (ADCTC) ADC 基本时钟 f BC 1) ADC_CON 采样时间 t s (ADSTC) 00 f ADC/4 00 t BC 8 01 f ADC/2 01 t BC f ADC/16 10 t BC f ADC/8 11 t BC 64 改进型时序控制 为了使时序参数的设定精度更高, 用更宽的位域进行采样和转换时序控制 ( 此时 ADC_CON 中的 2 位位域无效 ) 兼容模式下 ( 位 ICST = 1), 使用寄存器 ADC_CON1 中的位域控制所有转换 增强模式下 ( 位 MD = 1), 使用寄存器 ADC_CTR2 中的位域控制标准转换 ; 使用寄存器 ADC_CTR2IN 中的位域控制插入转换 位域 ADCTC( 转换时间控制 ) 选择用于 ADC 操作的基本转换时钟 (f BC) 采样时间由位域 ADSTC 控制, 从转换时钟计算得到 采样时间始终为 4t BC 的整数倍 表 16-4 列出可能的参数组合 表 16-4 改进型转换和采样时序控制 ADCTC ADC 基本时钟 f BC 1) ADSTC 采样时间 ts B = 00 H f ADC/ B = 00 H t BC B = 01 H f ADC/ B = 01 H t BC B = 02 H f ADC/ B = 02 H t BC 16 f ADC/(ADCTC+1) t BC 4 (ADSTC+2) B = 3F H f ADC/ B = 3F H t BC 260 1) 选择 ADCTC 和 f ADC 时, 一定不能超过 f BC 的极限值 ( 请参阅数据手册 ) 用户手册 V 1.2, ADC_X41, V 2.1

109 总转换时间举例 模数转换器 完整的转换时间包括采样时间 t S, 转换本身 ( 逐次逼近和校准 ) 和转换结果传送到结果寄存器中所需的时间 总转换时间的计算举例如下 ( 标准转换时间 ) 以模块时钟周期为基本单位计算转换时间, 时钟周期 t ADC =1/ f ADC 假设 :f ADC = 40 MHz( 即 t ADC = 25 ns),adctc = 01 B,ADSTC = 00 B 基本时钟 :f BC = f ADC/2 = 20 MHz, 即 t BC = 50 ns 采样时间 :t S = t BC 8 = 400 ns 10 位转换 : 有后校准 :t C10P = t S + 52 t BC + 6 t ADC = ( ) ns = 3.15 µs 无后校准 :t C10 = t S + 40 t BC + 6 t ADC = ( ) ns = 2.55 µs 8 位转换 : 有后校准 :t C8P = t S + 44 t BC + 6 t ADC = ( ) ns = 2.75 µs 无后校准 :t C8 = t S + 32 t BC + 6 t ADC = ( ) ns = 2.15 µs 注 : 详细规范请查阅相关产品的数据手册 用户手册 V 1.2, ADC_X41, V 2.1

110 16.5 ADC 中断控制 模数转换器 每次转换结束后, 置位中断控制寄存器 ADC_CIC 中的中断请求标志 ADCIR 该 转换结束 中断请求会引发指向 ADCINT 的中断, 或者触发 PEC 数据传送, 将寄存器 ADC_DAT 中数据读出, 例如保存到内部 RAM 的数据表中供以后使用 若 ADC_DAT 中的前次结果被新的转换结果覆盖 ( 标准模式下的出错中断 ), 或插入转换的结果已存放在 ADC_DAT2 中 ( 插入转换结束中断 ), 置位寄存器 ADC_EIC 中的中断请求标志 ADEIR 该中断请求可引发指向 ADEINT 的中断, 或者触发 PEC 数据传送 ADC_CIC ADC 转换中断控制寄存器 SFR(FF98 H/CC H) 复位值 : H GPX ADC IR ADC IE ILVL GLVL rw rwh rw rw rw ADC_EIC ADC 出错中断控制寄存器 SFR(FF9A H/CD H) 复位值 : H GPX ADE IR ADE IE ILVL GLVL rw rwh rw rw rw 注 : 控制位域的具体解释请参阅中断控制寄存器的描述 用户手册 V 1.2, ADC_X41, V 2.1

111 16.6 ADC 模块接口 ADC 以不同的方式和周围资源接口 模数转换器 内部连接 CAPCOM2 单元中的捕获 / 比较信号 CC31IO 和 CAPCOM6 单元中的定时器 T13 周期匹配信号连接至 ADC, 这两个信号用作插入转换的触发源 ADC 的两个中断请求线送给中断控制模块 外部连接 模拟输入信号通过 的 P5 口 ( 输入单向口 ) 送入 ADC 模块 两个专用引脚 (V AREF 和 V AGND) 为转换提供模拟参考电压 用户手册 V 1.2, ADC_X41, V 2.1

112 模数转换器 图 16-6 ADC 模块输入输出接口 用户手册 V 1.2, ADC_X41, V 2.1

113 17 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 有一个捕获 / 比较 (CAPCOM2) 单元, 该单元提供了和 2 个定时器紧密配合工作的 16 路捕获 / 比较通道 每个 CAPCOM2 通道可以由特定的内部或外部事件触发捕获捕获定时器的内容 ; 或将定时器的值和给定值进行比较, 匹配时修改输出信号 图 17-1 CAPCOM 单元的相关特殊功能寄存器 (SFR) ( 用户手册 17-1 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

114 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 采用该机制, 只需最少的软件干预, CAPCOM2 单元就可支持多达 16 路通道上时序的产生和控制 从编程人员的角度来看, CAPCOM2 单元 由一组特殊功能寄存器 (SFR) 组成, 其中包括用作捕获 / 比较单元复用输入 / 输出功能的端口引脚和端口方向控制位 ( 见图 17-1) CAPCOM2 单元用于处理高速 IO 任务, 如脉冲和波形产生 脉宽调制 或记录特定事件的发生时间 CAPCOM2 单元还可实现多达 16 个由软件控制的中断事件 CAPCOM2 单元有两个 16 位定时器 (T7/T8) 和 ( 一组 )16 个双功能 16 位捕获 / 比较寄存器 (CCy) 每个定时器都有相应的重载寄存器 (TxREL) CAPCOM2 定时器的输入时钟来自经过预分频处理的模块输入时钟 (f cc), 预分频因子可编程设定 ; 或来自定时器 T6 的上溢 / 下溢信号 T7 也可由外部事件触发 工作在计数器模式 ( 对外部输入计数 ) 每个捕获 / 比较寄存器可单独被设定为捕获或比较操作, 并被分配给两个定时器之一 每个捕获 / 比较寄存器对应一个信号, 用作捕获操作的输入或比较操作的输出 当执行捕获操作时, 一旦输入信号跳变, 当前定时器的值将被锁存到对应的捕获 / 比较寄存器中 该事件也将激活相关的中断请求线 当执行比较操作时, 一旦所分配的定时器递增计数至捕获 / 比较寄存器中的比较值, 一个相关的输出信号将跳变 该比较匹配事件也将激活相关的中断请求线 双寄存器比较模式下, 由一对寄存器共同控制一个公共的输出信号 比较输出信号可从专用输出寄存器读取, 比较输出信号也可控制相连端口引脚的输出锁存, 用户可编程选择输出路径 可选择两种时序方案 ( 请参阅章节 17.8) 进行输出信号切换 : 交错模式下 1), 输出信号依次分 8 步连续切换, 各切换步骤占用一定时间 交错模式下, 最大精度为 8t cc 非交错模式下, 各输出信号同时立即切换 非交错模式下, 最大精度为 1t cc 1) 交错模式和先前 16 位微控制器中的 CAPCOM2 单元兼容 用户手册 17-2 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

115 图 17-2 给出 CAPCOM2 单元的基本结构 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 图 17-2 CAPCOM2 单元框图 用户手册 17-3 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

116 17.1 CAPCOM2 定时器 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 定时器 T7 和 T8 主要为 CAPCOM2 的各路捕获 / 比较通道提供两个独立的时间基准 交错模式下最大精度为 8t cc, 非交错模式下最大精度为 1t cc 除输入引脚 ( 图中虚线框标出 ) 外, 两个定时器的基本结构完全相同, 如图 17-3 所示 图 17-3 CAPCOM2 定时器框图 CAPCOM2 定时器的功能由可位寻址的寄存器 T78CON 控制 T78CON 的高位字节控制定时器 T8, 低位字节控制定时器 T7 两个定时器的控制方式相同 ( 除外部输入之外 ) 在所有模式中, 定时器始终递增计数 CPU 可从定时器寄存器 Tx 中读取当前定时器的值,Tx 不可位寻址 当 CPU 要对寄存器 Tx 进行写操作时, 如果此时定时器正准备加 1 或被重载,CPU 写操作占优, 加 1 或重载操作被禁止以保证定时器操作正确 用户手册 17-4 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

117 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 CC2_T78CON 定时器 7/8 控制寄存器 SFR(FF20 H/90 H) 复位值 : 0000 H T8R - T8M T8I - T7R - T7M T7I - rw - rw rw - rw - rw rw 符号 位序号 读写类型 功能描述 TxR 14,6 rw 定时器 / 计数器 Tx 运行控制 0 定时器 / 计数器 Tx 被禁止 1 定时器 / 计数器 Tx 被使能 TxM 11,3 rw 定时器 / 计数器 Tx 模式选择 TxI [10:8], [2:0] rw 0 定时器模式 1 计数器模式 定时器 / 计数器 Tx 输入选择 定时器模式 (TxM ( = 0): 输入频率 f TX = f CC/ 2 (<TxI>+3) 或 f CC/ 2 (<TxI>), 分别对应交错模式和非交错模式, 见表 17-1 计数器模式 (TxM ( = 1): 000 GPT 定时器 T6 上溢 / 下溢 001 引脚 TxIN 的正跳变 ( 上升沿 ) 010 引脚 TxIN 的负跳变 ( 下降沿 ) 011 引脚 TxIN 的任意跳变 ( 上升和下降沿 ) 1XX 保留, 不要使用该组合! 注 : 定时器 T8 在计数器模式下的唯一有效设置为 000 B 其它设置下 T8 不工作 定时器运行标志 TxR 控制定时器的启动和停止 以下定时器模式和操作的描述只适用于定时器被使能的状态, 即假定相关的运行标志已被置位 用户手册 17-5 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

118 定时器模式 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 定时器模式下 (TxM = 0),CAPCOM2 定时器的输入时钟来自经过预分频处理的时钟信号 f CC, 预分频因子可编程设定 每个定时器有各自的预分频器, 预分频的设置由相应定时器控制寄存器 T78CON 中的位域 TxI 控制 定时器 Tx 的输入频率 f Tx 和相应精度 r Tx 根据以下公式计算 : 交错模式 : fcc [ MHz] f Tx [ MHz] = ( < TxI >+ 3) 2 非交错模式 : f Tx f [ MHz] = 2 [ MHz] CC < TxI > r r Tx Tx ( < TxI >+ 3) 2 [ µ s] = (17.1) f [ MHz] CC 2 [ µ s] = (17.2) f [ MHz] CC < TxI > 定时器从 FFFF H 计数至 0000 H 时溢出, 对应重载寄存器 TxREL 中的内容重新装入定时器中 重载值决定了 Tx 连续两次溢出之间的周期 P Tx: 交错模式 : P Tx 16 ( < TxI >+ 3) (2 < TxREL > ) 2 [ µ s] = (17.3) f [ MHz] 非交错模式 : P Tx 16 CC (2 < TxREL > ) 2 [ µ s] = (17.4) f [ MHz] CC < TxI > 置位运行标志 (TxR) 启动定时器工作之后, 首次加 1 操作的执行时间少于所设定的定时器精度 ; 接下来的所有递增操作的执行时间均等于设定的定时器精度 模块输入时钟为 40 MHz 时 不同预分频因子所对应的定时器输入频率 精度和周期值列于表 17-1 中, 定时器的周期值是假设重载值为 0000 H 的情况下计算得出的 请注意某些数值经过舍入 用户手册 17-6 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

119 表 17-1 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 定时器模式下定时器 Tx 的输入时钟选择,f, CC = 40 MHz TxI 预分频因子 输入频率 精度 周期 交错模式 000 B 8 5 MHz 200 ns ms 001 B MHz 400 ns ms 010 B MHz 800 ns ms 011 B khz 1.6 µs ms 100 B khz 3.2 µs ms 101 B khz 6.4 µs ms 110 B khz 12.8 µs ms 111 B khz 25.6 µs ms 非交错模式 000 B 1 40 MHz 25 ns ms 001 B 2 20 MHz 50 ns ms 010 B 4 10 MHz 100 ns ms 011 B 8 5 MHz 200 ns ms 100 B MHz 400 ns ms 101 B MHz 800 ns ms 110 B khz 1.6 µs ms 111 B khz 3.2 µs ms 用户手册 17-7 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

120 计数器模式 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 计数器模式下 (TxM = 1),CAPCOM2 定时器的输入时钟来自外部输入引脚 T7IN, 或者 GPT 定时器 T6 的上溢 / 下溢信号 用连接到 TxIN 引脚上的外部信号作为计数时钟只适用于定时器 T7 计数器模式下, 定时器 T8 只能使用 GPT 定时器 T6 的上溢 / 下溢信号作为计数时钟 (TxI = 000 B) 位域 T7I 选择引脚 T7IN 上外部信号的正跳变 负跳变或任意跳变触发定时器 T7 递增计数 计数器模式下, 外部信号和端口引脚的设定必须满足某些条件以确保操作正确, 具体内容请参阅章节 定时器溢出和重载 若 CAPCOM2 定时器的计数值为 FFFF H 时发生新的计数触发事件, 将产生定时器中断请求, 并将重载寄存器 TxREL 的值重新装入定时器中 发生下次计数事件时, 定时器从重载值开始递增计数 重载寄存器 TxREL 不可位寻址, 复位值为 0000 H 用户手册 17-8 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

121 17.2 CAPCOM2 定时器中断 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 定时器溢出时, 相应的定时器中断请求标志 TxIR 被置位 若中断使能位 TxIE 被置位, 该中断请求标志可用于产生中断或触发 PEC 服务请求 每个定时器各有相应的可位寻址的中断控制寄存器和中断向量 中断控制寄存器 TxIC 和其它中断控制寄存器的结构相同 CC2_T7IC CAPCOM T7 中断控制寄存器 ESFR(F17A H/BE H) 复位值 : H GPX T7IR T7IE ILVL GLVL rw rwh rw rw rw CC2_T8IC CAPCOM T8 中断控制寄存器 ESFR(F17C H/BF H) 复位值 : H GPX T8IR T8IE ILVL GLVL rw rwh rw rw rw 注 : 控制位域的具体解释请参阅通用中断控制寄存器的描述 用户手册 17-9 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

122 17.3 捕获 / 比较通道 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 16 位捕获 / 比较寄存器 CC16 到 CC31 用作定时器 T7 和 T8 捕获或比较操作的数据寄存器 捕获 / 比较寄存器不可位寻址 CAPCOM2 单元中的 16 个捕获 / 比较寄存器由 4 个结构完全相同的可位寻址的 16 位模式控制寄存器 CC2_M4 CC2_M7 控制 ( 详见以下寄存器描述 ) 每个模式控制寄存器分别控制四个捕获 / 比较寄存器的模式选择和定时器分配 CAPCOM2 单元 (CC31 CC16) ( 的捕获 / 比较寄存器 CC2_M4 CAPCOM 模式控制寄存器 4 SFR(FF22 H/91 H) 复位值 : 0000 H ACC 19 MOD19 ACC 18 MOD18 ACC 17 MOD17 ACC 16 MOD16 rw rw rw rw rw rw rw rw CC2_M5 CAPCOM 模式控制寄存器 5 SFR(FF24 H/92 H) 复位值 : 0000 H ACC 23 MOD23 ACC 22 MOD22 ACC 21 MOD21 ACC 20 MOD20 rw rw rw rw rw rw rw rw CC2_M6 CAPCOM 模式控制寄存器 6 SFR(FF26 H/93 H) 复位值 : 0000 H ACC 27 MOD27 ACC 26 MOD26 ACC 25 MOD25 ACC 24 MOD24 rw rw rw rw rw rw rw rw 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

123 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 CC2_M7 CAPCOM 模式控制寄存器 3 SFR(FF28 H/94 H) 复位值 : 0000 H ACC 31 MOD31 ACC 30 MOD30 ACC 29 MOD29 ACC 28 MOD28 rw rw rw rw rw rw rw rw 符号位序号 ACCy 15,11, 7, 3 MODy [14:12], [10:8], [6:4], [2:0] 读写类型 rw rw 功能描述 CAPCOM 寄存器 CCy 的定时器分配位 0 指定 CCy 和定时器 T7 配合工作 1 指定 CCy 和定时器 T8 配合工作 CAPCOM 寄存器 CCy 的模式选择见表 17-2 每个寄存器 CCy 可被设定为捕获模式或四种比较模式之一, 并被分配给 CAPCOM2 单元的定时器之一 (T7/T8) 特殊的双寄存器比较模式将两个寄存器组合起来控制一个公共的输出信号 某个 CCy 寄存器的捕获或比较操作被禁止时, 该寄存器可用于保存通用变量 表 17-2 捕获模式和比较模式的选择 模式 MODy 选中的工作模式 禁用 捕获和比较模式禁用 CAPCOM 寄存器可存储通用变量 捕获 引脚 CCyIO 上的正跳变 ( 上升沿 ) 触发捕获操作 引脚 CCyIO 上的负跳变 ( 下降沿 ) 触发捕获操作 引脚 CCyIO 上的任意跳变 ( 上升沿和下降沿 ) 触发捕获操作 比较 比较模式 0: : 只产生中断 每个定时器周期产生多个中断 可使能 Bank2 寄存器的双寄存器比较模式 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

124 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 模式 MODy 选中的工作模式 比较模式 1: : 每次匹配时翻转输出引脚每个定时器周期产生多个比较事件可使能 Bank1 寄存器的双寄存器比较模式 比较模式 2: : 只产生中断每个定时器周期只产生一个中断 比较模式 3: : 每次匹配时置位输出引脚每次定时器溢出时复位输出引脚 ; 每个定时器周期只产生一个中断 捕获和比较模式的详细描述对所有捕获 / 比较通道均有效, 因此各寄存器 各位和各引脚用符号 x 加以区分 注 : 若通道未和引脚相连, 只有比较模式 0 和 2 有意义 通道 31 的捕获或比较事件可用来触发 模数转换器的通道插入 ( 若该模式被使能 ) 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

125 17.4 捕获模式操作 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 捕获模式下, 一旦外部事件触发,CAPCOM2 定时器的当前值将被锁存 ( 捕获 ) 到相应的捕获 / 比较寄存器中 该模式可用于记录外部事件的发生时刻 或测量两个外部事件的时间间隔 ( 用定时器的增量表示 ) 可设定 ( 和输入引脚连接的 ) 外部信号的正跳变 负跳变或任意跳变作为捕获触发事件, 通过对应的模式控制寄存器中的位域 MODy 选择 所选择的外部信号跳变发生时, 定时器的内容被锁存到捕获 / 比较寄存器中, 相应的中断请求线 CCyIRQ 被激活 若中断被使能, 该中断请求会引发中断或 PEC 服务请求 注 : 捕获输入可用作附加外部中断输入, 此时捕获操作不可用 模式控制寄存器中的定时器分配控制位 ACCy 控制选择捕获定时器 T7 或 T8 的内容 图 17-4 捕获模式框图 必须将捕获操作的相关引脚设定为输入 为了确保能够正确识别输入信号的跳变, 输入电平必须至少保持 ( 高或低 ) 规定数目的模块时钟周期之后才能改变 具体内容请参阅章节 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

126 17.5 比较模式操作 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 比较模式可在最低的软件开销下, 产生触发事件 ( 中断和 / 或输出信号跳变 ) 或脉冲序列 所有比较模式中, 将保存在捕获 / 比较寄存器 CCy 中的 16 位数值 ( 以下描述中也称为 比较值 ) 和所分配的定时器 (T7 或 T8) 的计数值进行连续比较 若定时器的当前值和比较值相匹配, 与寄存器 CCy 相关的中断请求线被激活, 是否在对应的输出引脚 CCyIO 上产生输出信号取决于所选择的比较模式 CAPCOM2 支持四种不同的比较模式 通过模式控制寄存器中的位域 MODy 可分别为每个捕获 / 比较寄存器选择对应的比较模式 模式 0 和模式 2 不影响输出信号 下面将对每种模式进行详细说明 除这些 单寄存器 模式之外,CAPCOM2 还支持 双寄存器 比较模式, 该模式下允许两个寄存器共同控制一个输出引脚 由于可设定两个不同的比较值控制同一个信号的跳变序列, 双寄存器 比较模式进一步降低了软件开销 具体内容请参阅章节 所有比较模式中, 比较器执行 等于 比较 也就是说, 只有当定时器的计数值和比较寄存器的值相等时才检测到匹配 此外, 只有在定时器硬件执行加 1 操作后紧接着的一个时钟周期内, 比较器才被使能, 目的在于防止定时器不以最高输入时钟工作时 ( 定时器模式或计数器模式 ) 出现重复匹配, 此时定时器中的一个值会保持多个或多达上千个时钟周期 该操作的副作用在于, 软件修改定时器的值无法获得比较匹配 若软件设定定时器的值和某个比较寄存器的值相同, 不会检测到匹配 比较寄存器的设定值小于定时器的当前计数值时, 不执行任何操作 端口输出功能的具体操作请参阅章节 17.6 若两个或多个比较寄存器设定的比较值相同 1), 对应定时器递增计数到该比较值后, 对应的各中断请求标志被置位, 并产生预先选择的输出信号 定时器再次递增计数或者被软件写入之前, 同一个比较值的其它比较事件被禁止 2) 复位后, 只有当定时器开始递增计数 或已由软件写入, 并为捕获 / 比较寄存器 CCy 选择了对应的比较模式, CCy 的比较事件才被使能 1) 交错模式下, 这些中断和输出信号顺序产生 ( 请参阅章节 17.8) 2) 定时器执行加 1 操作之前 ( 定时器工作在较低频率 ), 即使经过多个比较周期, 给定的一个比较值只产生一个比较事件 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

127 比较模式 0 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 比较模式 0 只产生中断, 可用作软件定时 该模式下, 每次检测到比较寄存器 CCy 中的比较值和对应定时器的计数值匹配时, 激活中断请求线 CCyIRQ 匹配 意味着定时器的内容和比较寄存器的值相等 ( = ) 若在一个定时器周期内更新寄存器 CCy 中的比较值, 其间可能产生多个比较事件 该模式下, 比较事件不会影响对应的端口信号 CCyIO, 因此该端口可用作通用 IO 注 : 若 bank2 中的某寄存器设定为比较模式 0, 该寄存器的双寄存器比较模式可被使能 ( 请参阅章节 ) 比较模式 1 比较模式 1 和比较模式 0 的基本操作相同, 差别仅在于该模式会影响相关的输出信号 该模式下, 每次检测到比较寄存器 CCy 中的比较值和对应定时器的计数值匹配时, 激活中断请求线 CCyIRQ 同时, 相关输出信号翻转 若在一个定时器周期内更新寄存器 CCy 中的比较值, 其间可能产生多个比较事件 注 : 若 bank1 中的某寄存器设定为比较模式 1, 该寄存器的双寄存器比较模式可被使能 ( 请参阅章节 ) 端口输出信号的具体操作请参阅章节 17.6 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

128 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 图 17-5 比较模式 0 和 1 框图 注 : 比较模式 0 输出信号不受影响 图 17-6 举例说明比较模式 0 和 1 的不同操作情况 各例中定时器的重载值设定为 FFF9 H 定时器溢出时, 从该值重新开始递增计数 例 1 中, 寄存器 CCy 的值为 FFFC H 定时器递增计数到该值时检测到匹配, 中断请求线 CCyIRQ 被激活 比较模式 0 的所有操作完毕 ; 比较模式 1, 相关的端口输出被翻转, 引发输出信号翻转 若寄存器 CCy 的值不改变, 定时器每次计数到设定的比较值时执行该操作 例 2 中, 第一次比较值 FFFC H 匹配之后, 软件将 FFFF H 重新装入比较寄存器 CCy 中 定时器继续递增计数, 计数到新的比较值并检测到新匹配后, 激活中断请求线 ( 比较模式 0 和 1) 并翻转输出信号 ( 比较模式 1) 若比较值不再改变, 定时器再次计数到 FFFF H 时发生匹配 该例说明在当前的定时器周期内可能出现多次比较匹配 ( 和比较模式 2 和 3 作对比 ) 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

129 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 图 17-6 比较模式 0 和 1 时序举例 例 3 中, 在当前定时器周期内, 只有大于定时器当前计数值的新比较值才会引发新匹配 首次匹配 (FFFC H) 之后将 FFFA H 重新装入比较寄存器中, 由于定时器计数已超过新比较值, 因此直到下个定时器周期, 定时器计数到 FFFA H 时才引发比较匹配 此时将大于定时器当前值的新比较值重新装入寄存器 CCy 中, 在本周期内将引发新匹配 例 4 中, 比较值等于定时器的重载值 或者等于最大计数值 FFFF H 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

130 比较模式 2 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 比较模式 2 和比较模式 0 类似, 只产生中断 主要区别是在一个给定的定时器周期内, 比较模式 2 只发生一次比较匹配, 产生一次中断请求 该模式下, 在一个定时器计数周期内首次检测到匹配时, 激活中断请求线 CCyIRQ 此外, 即使在该周期内将大于定时器当前值的比较值写入比较寄存器中, 所有其它的比较匹配被禁止 只有当定时器溢出时才解禁 首次匹配之后写入比较寄存器中的新值只能在下个定时器周期内生效 比较模式 3 比较模式 3 的基本操作和比较模式 2 相同, 差别仅在于该模式会影响相关的输出引脚 在一个定时器周期内只可能产生一个比较事件 该模式下, 在一个定时器计数周期内首次检测到匹配时, 激活中断请求线 CCyIRQ, 并将相关的输出信号置 1 此外, 即使在该周期内将大于定时器当前值的比较值写入寄存器中, 所有其它的比较匹配被禁止 只有当定时器溢出时才解禁 首次匹配之后写入比较寄存器中的新值只在下个定时器周期内生效 溢出信号还可将相关的输出信号复位为 0 必须注意 : 当所设定的比较值和定时器重载值相等时, 比较匹配试图置位输出信号, 同时定时器溢出试图复位输出信号 必须避免冲突, 这种情况下输出信号的状态保持不变 注 : 将比较值从大于定时器的当前值修改为小于定时器的当前值时, 新值只有在下个定时器周期才能被识别 端口输出信号的具体操作请参阅章节 17.6 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

131 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 图 17-7 比较模式 2 和 3 框图 注 : 比较模式 2 的端口锁存和输出信号不受影响 图 17-8 给出比较模式 2 和 3 的时序举例 各例中定时器的重载值设定为 FFF9 H 每当定时器溢出, 从该值重新开始递增计数 例 1 中, 寄存器 CCy 的值为 FFFC H 定时器递增计数到该值时检测到匹配, 中断请求线 CCyIRQ 被激活 比较模式 2 的所有操作完毕 ; 而在比较模式 3 下, 相关的端口输出被置 1 定时器继续递增计数直至溢出 溢出时端口输出复位为 0 请注意, 尽管图中未标出, 定时器的溢出信号也激活相关的中断请求线 TxIRQ 若寄存器 CCy 中的比较值不改变, 端口输出在下个定时器周期内再次置位, 定时器溢出时再次复位 这是产生脉宽调制 (PWM) 信号的理想操作, 此时的软件开销最低 改变比较值相应改变脉冲宽度 例 2 中, 在一个定时器周期内首次匹配之后比较操作被禁止 首次 FFFC H 匹配之后, 产生中断请求并置位端口输出 此外其它匹配被禁止 若此时将新比较值 ( 尽管该值大于定时器的当前计数值 ) 写入寄存器 CCy, 不会产生中断请求 端口输出不受影响 只有在定时器溢出后, 比较逻辑再次被使能, 在 FFFF H 处将检测到下次匹配 可见, 由于软件可写入任意的比较值 ( 大于或小于定时器的当前值 ), 这是产生 PWM 的 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

132 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 理想操作 该机制确保了新比较值 ( 通常在恰当的中断服务程序中写入比较寄存器 ) 只会在下个定时器周期内生效 图 17-8 比较模式 2 和 3 时序举例 注 : 比较模式 2 只产生中断 ; 模式 3 还会产生输出信号 例 3 中, 进一步说明比较匹配操作被禁止 例 4 中, 在一个定时器周期内, 首次匹配之前将新比较值写入比较寄存器, 显然原先设定的比较匹配 (FFFA H 处 ) 不会发生, 将在 FFFC H 处检测到首次匹配 但必须注意, 重新设定比较寄存器的操作是异步的, 即寄存器写操作的时刻和定时器的当前值无关 该操作具有一定风险, 因为其结果不易被预估 如果软件将新比较值写入寄存器的时刻, 定时器已计数到原先设定的比较值 FFFA H, 那么在 FFFA H 处会检测到匹配, 新的设定值只能在下个定时器周期生效 图 17-9 给出比较模式 2 和 3 的特例 例 1 为比较值和定时器的重载值相等的情况 两种模式均产生中断 模式 3 输出信号不受影响, 始终保持高电平 将比较值设置成定时器的重载值, 就能产生占空比为 100% 的 PWM 信号 该方法的主要优点在于仍产生比较中断并可用来重载下次的比较值, 因此无需特殊处理 ( 见例 3) 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

133 特例 2 4 和 5 中以不同的方式产生占空比为 0% 的 PWM 信号 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 在特例 2 中, 异步重新设定比较值, 其值和重载值相等 当前定时器周期结束时产生比较中断, 该中断控制软件设置下次的比较值 该方法的缺点在于新的常规比较值至少在两个定时器周期之后才可生效 和重载值 FFF9 H 的比较匹配将阻止当前定时器周期内的其它比较匹配 特例 4 对此作了进一步说明 特例 5 就上述问题 ( 新的常规比较值至少在两个定时器周期之后才可生效 ) 给出一种解决方案 比较寄存器中重新装入小于定时器重载值的比较值 FFF8 H 定时器永远不会计数到该值, 因此不会检测到匹配 首次定时器溢出后输出信号被复位为 0 第二次溢出之后, 软件将一个常规比较值重新装入比较寄存器 由于以前未发生比较阻滞 ( 由于没有比较匹配 ), 新写入的比较值将在当前定时器周期内生效 图 17-9 比较模式 2 和 3 的特例 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

134 双寄存器比较模式 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 在某些应用中, 双寄存器比较模式可进一步降低软件开销 该模式下, 两个比较寄存器共同控制一个输出 可通过 DRM 寄存器 或两个寄存器比较模式的特殊组合选择该模式 双寄存器比较模式下, CAPCOM2 单元中的 16 个捕获 / 比较寄存器被看作两组寄存器, 每组由 8 个寄存器组成 低 8 个寄存器构成 bank1, 高 8 个寄存器构成 bank2 双寄存器模式下,bank1 的寄存器和 bank2 的寄存器一一构成寄存器对 寄存器对中的两个寄存器共同控制和 bank1 寄存器相关的输出引脚 一个寄存器对与 bank1 和 bank2 寄存器的对应关系和它们所控制的双寄存器比较模式的输出引脚列于表 17-3 中 表 17-3 双寄存器比较模式下的寄存器对 CAPCOM2 单元 寄存器对 使用的输出引脚 CC2DRM 中的 Bank1 Bank2 控制位域 CC16 CC24 CC16IO DR0M CC17 CC25 CC17IO DR1M CC18 CC26 CC18IO DR2M CC19 CC27 CC19IO DR3M CC20 CC28 CC20IO DR4M CC21 CC29 CC21IO DR5M CC22 CC30 CC22IO DR6M CC23 CC31 CC23IO DR7M 可分别将每对寄存器设定为双寄存器比较模式 某寄存器对中的两个寄存器的比较模式为某种特定组合时, 可选择双寄存器比较模式 :Bank1 的寄存器必须设定为模式 1 ( 影响端口输出 );bank2 的寄存器必须设定为模式 0( 只产生中断 ) 可通过寄存器 CC2_DRM 中的位域 DRxM 分别控制 ( 使能或禁止 ) 每对寄存器的双寄存器比较模式 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

135 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 CC2_DRM 双寄存器比较模式寄存器 SFR(FF2A H/95 H) 复位值 : 0000 H DR7M DR6M DR5M DR4M DR3M DR2M DR1M DR0M rw rw rw rw rw rw rw rw 符号位序号 DRxM [1:0], [3:2], [5:4], [7:6], [9:8], [11:10], [13:12], [15:14] 读写类型 rw 功能描述双寄存器 x 比较模式选择 00 通过比较模式 1 和 0 的组合控制 DRM ( 兼容模式 ) 01 禁止 DRM 操作, 和比较模式无关 10 使能 DRM 操作, 和比较模式无关 11 保留注 : x 表示 bank 中寄存器对的编号 可分别控制每对寄存器的双寄存器比较模式 双寄存器比较模式的框图中 ( 图 17-10),bank2 的寄存器用 CCz 表示,bank1 的寄存器用 CCy 表示 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

136 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 图 双寄存器比较模式框图 当检测到寄存器对 (CCy 或 CCz) 中的任意一个寄存器发生匹配时, 相关中断请求线 (CCyIRQ 或 CCzIRQ) 被激活, 和 bank1 的寄存器 CCy 对应的引脚 CCyIO 翻转 产生的中断始终和引起匹配的寄存器相对应 注 : 若寄存器对中的两个寄存器 CCy 和 CCz 同时发生匹配, 引脚 CCyIO 只翻转一次, 不过会产生两个独立的比较中断请求 每个寄存器对中的两个寄存器可分别被指定和 CAPCOM2 单元两个定时器中的任意一个配合工作 由于两个定时器能以不同的精度和频率工作在不同的模式下, 这种灵活的分配方式提供了广泛的应用 不过, 这可能需要复杂软件算法来处理不同的定时器周期 注 : 信号 CCzIO( 双寄存器比较模式中不使用该信号 ) 可用作通用 IO 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

137 17.6 比较输出信号的产生 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 本节讨论 CAPCOM2 单元和端口逻辑之间的相互配合 图 详细描述了图 17-5 图 17-7 和图 中的模块 模式 & 输出控制 的逻辑结构 每个输出信号被锁存到输出锁存寄存器 CCx_OUT 中的相关位 每次产生比较事件时对应位被更新 这些输出寄存器中的各位和相应的端口引脚相连, 作为该端口的复用输出功能 比较信号还可以直接影响相关的端口输出锁存 Px 此时必须选择引脚信号来自端口锁存 ( 这种情况下, 相应的引脚必须选择端口锁存功能 ) 在非交错模式下 或置位寄存器 CCx_IOC 中的位 PL 将禁用直接端口锁存功能 寄存器 CCx_OUT 始终和端口输出锁存同步更新 CC2_OUT 比较输出寄存器 SFR(FF2C H/96 H) 复位值 : 0000 H CC15 CC14 IO IO CC13 IO CC12 CC11 CC10 IO IO IO CC9 IO CC8 IO CC7 IO CC6 IO CC5 IO CC4 IO CC3 IO CC2 IO CC1 IO CC0 IO rwh rwh rwh rwh rwh rwh rwh rwh rwh rwh rwh rwh rwh rwh rwh rwh 符号 位序号 读写类型 功能描述 CCyIO 15 0 rwh 通道 y 比较输出 相关端口引脚的复用输出功能 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

138 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 图 比较模式的端口输出框图注 : 只有在模式 1 或模式 3, 比较输出信号才送到引脚上 比较事件的输出信号可以为 1 0 当前电平反相或者原电平 输出值控制 模块根据比较事件 定时器溢出信号以及端口和 OUT 锁存的当前状态确定正确的新电平 如果输出需要翻转 ( 如在比较模式 1 中 ), 输出锁存的状态被读出 取反 然后写回 寄存器 ALTSEL 可选择输出引脚的信号来源 : 端口锁存信号或者 OUT 信号 ( 见图 17-11) 注 : 若软件和比较事件同时修改端口输出锁存, 软件修改占优 此时硬件触发的修改无效 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

139 17.7 单次事件操作 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 若某应用只需要一次比较事件 ( 在某个时间段内 ), 单次事件操作有助于降低软件开销, 无需软件在匹配事件后作出快速响应 若没有该特性, 要实现单次事件操作时, 在设定的比较匹配发生后, 只能通过软件禁止比较模式 ; 或者将定时器计数范围之外的比较值写入比较寄存器 因此, 通常需要中断服务程序来执行该操作 若定时器周期非常短, 则对中断响应速度要求严格 在定时器再次计数到相同的比较值之前要完成禁止操作 单次事件操作不需要软件在首次比较匹配之后作出响应 可以在比较事件之前设置好所有的操作, 比较事件发生后无需任何操作 硬件负责产生唯一的比较事件, 并禁止其后所有的比较匹配 通过单次事件模式寄存器 CC2_SEM 和单次事件使能寄存器 CC2_SEE 设定该功能 每个寄存器中的每一位和 CAPCOM2 单元中的每个 CCy 寄存器一一对应 CC2_SEM 单次事件模式控制寄存器 SFR(FE2C H/16 H) 复位值 : 0000 H SEM 15 SEM 14 SEM 13 SEM 12 SEM 11 SEM 10 SEM 9 SEM 8 SEM 7 SEM 6 SEM 5 SEM 4 SEM 3 SEM 2 SEM 1 SEM 0 rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw 符号 位序号 读写类型 功能描述 SEMy 15 0 rw 单次事件模式控制 0 通道 y 的单次事件模式被禁止 1 通道 y 的单次事件模式被使能 CC2_SEE 单次事件使能寄存器 SFR(FE2A H/15 H) 复位值 : 0000 H SEE 15 SEE 14 SEE 13 SEE 12 SEE 11 SEE 10 SEE 9 SEE 8 SEE 7 SEE 6 SEE 5 SEE 4 SEE 3 SEE 2 SEE 1 SEE 0 rwh rwh rwh rwh rwh rwh rwh rwh rwh rwh rwh rwh rwh rwh rwh rwh 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

140 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 符号 位序号 读写类型 功能描述 SEEy 15 0 rwh 单次事件使能控制 0 通道 y 的单次事件被禁止 1 通道 y 的单次事件被使能 注 : 事件发生后由硬件对该位清零 将 CCy 寄存器设置为单次事件操作 : 软件首先设定需要的比较操作和比较值, 然后置位寄存器 CC2_SEM 中的相应位以使能单次事件模式 最后, 置位寄存器 CC2_SEE 中相应的单次事件使能位 设定的比较匹配发生后, 执行比较模式的所有相应操作 此外, 硬件自动禁止其后所有比较匹配并复位寄存器 CC2_SEE 中的使能位 只要该使能位被清零, 任何比较操作被禁止 设置新事件时, 必须首先将该位重新置 1 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

141 17.8 交错和非交错操作 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 CAPCOM2 单元可工作在两种基本模式 : 交错模式和非交错模式 通过寄存器 IOC 进行模式选择 CC2_IOC I/O 控制寄存器 ESFR(F066 H/33 H) 复位值 : 0000 H ST AG PL rw rw - 符号 位序号 读写类型 功能描述 STAG 2 rw 交错模式控制 PL 1 rw 端口锁定控制 0 CAPCOM 工作在交错模式 1 CAPCOM 工作在非交错模式 0 比较输出信号控制相关的端口输出锁存 1 比较输出信号对端口输出锁存的直接控制被禁止 注 : 只要非交错模式被使能 (STAG = 1) 或端口锁定被激活 (PL = 1), CAPCOM2 单元将无法修改端口输出寄存器的内容 交错模式下,CAPCOM2 的工作周期由 8 个模块时钟周期组成, 不同寄存器的比较事件交错输出, 也就是说, 具有相同比较值的不同寄存器, 发生比较匹配时不会同时切换相应的输出, 而是有一个固定延迟 该操作有助于降低由同时切换输出引起的噪声和峰值功耗 非交错模式下,CAPCOM2 的工作周期等于 1 个模块时钟周期, 具有相同比较值的比较事件在同一时钟周期切换所有的比较输出 该模式提供了运行速度更快 精度更高的 CAPCOM2 单元 ( 为交错模式的 8 倍 ) 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

142 交错模式 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 图 说明交错模式的操作 该例中, 所有 CCy 寄存器均工作在比较模式 3 寄存器 CC16 CC17 和 CC18 设定的比较值均为 FFFE H 定时器递增计数到 FFFE H, 比较器检测到这三个寄存器的比较匹配 比较器匹配后的下一个周期, 寄存器 CC16 的输出 CC16IO 切换到 1 但输出 CC17IO 和 CC18IO 不会同时切换 而是在随后的两个周期内分别切换到 1 该交错输出模式依次进行下去, 直到寄存器 CC23 的输出完成切换 寄存器编号代表以时钟周期为单位的输出信号的时延 寄存器 CC23 比寄存器 CC16 的输出切换晚 7 个周期 图示举例中, 寄存器 CC23 的比较值为 FFFD H 因此, 定时器计数到 FFFD H 时, 在 CAPCOM2 工作周期的最后一个时钟周期对 CC23 的输出进行切换 定时器溢出时, 所有比较输出复位到 0( 比较模式 3) 从图 再次看出输出信号复位交错进行 寄存器 CC24 到 CC31 的输出切换和寄存器 CC16 到 CC23 的输出切换并行进行 事实上, 低寄存器组和高寄存器组交错输出并行进行 采用这种方式, 可确保双寄存器比较模式下寄存器对的两个比较信号的操作同时进行 交错模式下可进行直接端口锁存切换 ( 请参阅章节 17.6) 不过, 也可用相关端口引脚的复用输出功能输出比较信号 注 : 上述为交错模式的基本描述, 只适用于和引脚相连的通道 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

143 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 图 交错模式操作 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

144 非交错模式 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 为了使 CAPCOM2 单元运行速度最快 精度最高, 可选择非交错模式 该模式下,CAPCOM2 的一个工作周期等于 1 个模块时钟周期 定时器加 1 操作 新计数值和比较值的比较在一个时钟周期之内完成, 相应的输出信号在下个时钟周期切换 ( 和下次定时器加 1 和比较并行进行 ) 图 说明非交错模式的操作 请注意, 当定时器溢出时, 也需要额外一个时钟周期来切换输出信号 注 : 非交错模式下, 直接端口锁存切换被禁止 上述为非交错模式的基本描述, 只适用于和引脚相连的通道 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

145 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 图 非交错模式操作 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

146 17.9 CAPCOM2 中断 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 发生捕获或比较事件时, 相应捕获 / 比较寄存器 CCy 的中断请求标志 CCyIR 被自动置位 若中断使能位 CCyIE 被置位, 该中断标志可被用于产生中断或触发 PEC 服务请求 捕获中断可看作具有附加特性 ( 可记录发生触发事件的时间 ) 的外部中断请求 每个捕获 / 比较寄存器有各自的可位寻址的中断控制寄存器和中断向量 这些寄存器和所有其它中断控制寄存器的结构相同 寄存器基本结构如下所示, 表 17-4 列出这些寄存器的地址 CC2_CCyIC CAPCOM 中断控制寄存器 (E)SFR( 表 17-4) 复位值 : H GPX CCy IR CCy IE ILVL GLVL rw rwh rw rw rw 注 : 控制位域的具体解释请参阅中断控制寄存器的描述 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

147 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 表 17-4 CAPCOM2 单元中断控制寄存器地址 CAPCOM2 单元 寄存器 地址 寄存器区 CC2_CC16IC F160 H/B0 H ESFR CC2_CC17IC F162 H/B1 H ESFR CC2_CC18IC F164 H/B2 H ESFR CC2_CC19IC F166 H/B3 H ESFR CC2_CC20IC F168 H/B4 H ESFR CC2_CC21IC F16A H/B5 H ESFR CC2_CC22IC F16C H/B6 H ESFR CC2_CC23IC F16E H/B7 H ESFR CC2_CC24IC F170 H/B8 H ESFR CC2_CC25IC F172 H/B9 H ESFR CC2_CC26IC F174 H/BA H ESFR CC2_CC27IC F176 H/BB H ESFR CC2_CC28IC F178 H/BC H ESFR CC2_CC29IC F184 H/C2 H ESFR CC2_CC30IC F18C H/C6 H ESFR CC2_CC31IC F194 H/CA H ESFR 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

148 17.10 外部输入信号的要求 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 根据 CAPCOM2 的模块时钟和基本工作模式 ( 交错或非交错 ),CAPCOM2 模块的逻辑电路对外部输入信号采样 为了确保外部信号能够被正确识别, 它的当前电平值 ( 高或低 ) 必须至少保持一个完整的采样周期 非交错模式下的采样周期为 1 个模块时钟 ; 交错模式下的采样周期为 8 个模块时钟 为了识别信号的跳变, 必须对其采样两次 若连续两次采样的电平值不同, 即可识别到信号发生了跳变 因此, 对外部输入信号采样至少需要两个采样周期, 故输入信号的最大频率一定不能高于非交错模式下模块时钟的一半 或者交错模式下模块时钟的 1/16 外部输入信号的参数限制见表 17-5 表 17-5 CAPCOM2 外部输入信号的参数限制 非交错模式 交错模式 输入信号频率的最大允许值 f CC/2 f CC/16 输入信号电平保持稳定的最短时间 1/ f CC 8/ f CC 外部信号用作计数或捕获输入时, 和其相连的端口引脚必须设置为输入 注 : 测试时, 用作计数或捕获输入的引脚可设置为输出 可通过软件或其它外设控制对应信号, 从而触发计数或捕获事件 为了将比较输出信号送出, 相关端口引脚必须设置为输出 比较输出信号可直接控制端口锁存 或控制 ( 用作复用端口输出功能的 )CC2_OUT 锁存的输出 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

149 捕获 / 比较单元 CAPCOM CAPCOM2 单元接口 CAPCOM2 单元 ( 图 17-14) 以不同的方式和周围资源接口 内部连接 GPT2 定时器 T6 的上溢 / 下溢信号 T6OUF 连接至 CAPCOM2 单元, 为 CAPCOM2 的定时器提供了一个可选时钟源 CAPCOM2 单元的 18 条中断请求线送至中断控制模块 注 : 和 CAPCOM2 单元相连的 P1 口的高 6 条输入线还可用作独立的外部中断输入 通道 31 的中断请求线和 ADC 相连, 用作插入转换的触发源 外部连接 CAPCOM2 单元的 12 个捕获 / 比较信号和 的输入 / 输出端口相连 根据设定的方向, 这些端口可提供来自外部系统的捕获触发信号 ( 输入 ) 或将比较输出信号送到外部电路 ( 输出 ) 注 : 捕获触发信号也可取自输出引脚 例如, 在这种情况下, 软件可产生触发沿 定时器 T7 的时钟源可来自外部信号 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

150 捕获 / 比较单元 CAPCOM2 图 CAPCOM2 单元接口 用户手册 V 1.2, CC2_X41, V 2.2

151 18 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 系列中的几款产品 ( 见表 1-1) 具有捕获比较单元 6(CAPCOM6), 该单元由带有三路捕获 / 比较通道的定时器 T12 和带有一路比较通道的定时器 T13 组成 T12 的各通道既能独立产生 PWM 信号或接受捕获信号, 各通道也可共同产生驱动交流电机或逆变器的控制信号序列 CAPCOM6 的特殊工作模式可用于控制无刷直流电机, 使用霍尔传感器或利用反电动势检测的控制方案 此外,CAPCOM6 支持块切换和多相电机控制 图 18-1 CAPCOM6 相关的特殊功能寄存器 (SFR) ( 用户手册 18-1 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

152 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) CAPCOM6 中丰富的状态位 参数的同步更新 ( 通过映射寄存器实现 ) 中断请求信号的灵活产生, 为用户提供了高效的软件控制方式 定时器 T12 模块特性 : 3 路捕获 / 比较通道, 可单独用作捕获或比较通道 支持三相 PWM 产生 (6 路输出, 每相两路信号分别用于控制上桥臂或下桥臂开关 ) 16 位精度, 最大计数频率 = 外设时钟频率 各路通道的死区时间控制, 以避免功率器件短路 T12/T13 寄存器同步更新 支持中心对齐和边沿对齐 PWM 产生 支持单次模式 支持多中断请求源 支持类磁滞控制模式 定时器 T13 模块特性 : 一个独立的比较通道输出 16 位精度, 最大计数频率 = 外设时钟频率 可与 T12 同步 周期匹配和比较匹配时产生中断 支持单次模式 附加特性 : 支持用于驱动无刷直流电机的块切换 通过霍尔序列进行位置检测 霍尔效应噪声滤波 块切换的自动转速测量 综合错误处理 由外部信号 ( CTRAP) 控制快速急停, 无需 CPU 干预 多通道交流驱动的控制模式 输出电平可选, 以适配功率级器件 用户手册 18-2 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

153 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 图 18-2 CAPCOM6 框图 定时器 T12 的三路通道可分别工作在捕获和 / 或比较模式, 两种模式也可组合使用 定时器 T13 只能工作在比较模式 多通道控制单元产生可由 T12 和 / 或 T13 调制的输出序列 信号的调制源可选, 并可组合使用 用户手册 18-3 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

154 18.1 定时器 T12 模块 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 定时器 T12 是产生三相 PWM 信号的主要单元 一个 16 位计数器通过比较器和 3 路通道寄存器相连, 计数器的值和某个通道寄存器的值匹配时, 产生一个信号 CAPCOM6 单元为 T12 模块提供了多种控制功能, 以便适用于不同应用 除产生三相 PWM 信号之外,T12 模块还支持单通道比较和捕获功能 以及死区时间控制和类滋滞比较模式 图 18-3 定时器 T12 模块总览 图 18-4 为定时器 T12 的详细框图 定时器 T12 的输入时钟 f T12 来自经过预分频处理的模块时钟 f CC6 ( 预分频因子可编程设定 ) 和 1/256 分频 ( 可选 ), 分频因子分别由位域 T12CLK 和 T12PRE 选择 ( 见表 18-1) T12 可递增或递减计数, 计数方向取决于所选择的工作模式 计数方向标志 CDIR 指明当前的计数方向 定时器 T12 通过比较器和周期寄存器 T12PR 相连, 该寄存器的内容决定了 T12 的最大计数值 边沿对齐模式下,T12 计数到周期值后复位为 0000 H 中心对齐模式下, T12 计数到周期值后, 计数方向从 递增 变为 递减 ( 请注意, 在该模式下,T12 递增计数到周期值加 1 后转为递减计数 ) 上述两种情况下, 均产生信号 T12_PM (T12 周期匹配 ) 周期寄存器的新周期值从映射周期寄存器 T12PS 中获取,T12PS 的值由软件载入 T12 映射传送 控制信号 T12_ST 控制将新周期值从映射寄存器传送到 T12PR 中的操作 ( 见章节 18.8), 该信号的产生取决于当前的工作模式和控制位 STE12 的状态 CAPCOM6 单元提供了周期值 以及 ( 和产生 PWM 信号相关的 ) 其它数值的映射寄存器, 便于用户编程同步更新所有相关参数 信号 T12_ZM 和 T12_OM 分别指示计数器的值是否等于 0000 H 或 0001 H 这些信号控制 T12 的计数和切换操作 用户手册 18-4 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

155 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) T12 基本工作模式 : 边沿对齐模式 ( 见图 18-5) 或中心对齐模式 ( 见图 18-6), 由位 CTM 控制选择 单次模式控制位 T12SSC 控制定时器在当前计数周期结束后自动停止运行 ( 见图 18-7 和图 18-8) 图 18-4 定时器 T12 的逻辑和周期比较器 运行位 T12R 控制 T12 定时器的启动和停止 T12R 可由软件设置 : 置位 T12RS 则对 T12R 置位, 置位 T12RR 则对 T12R 清零 ; 或者根据预先选定的条件硬件复位 定时器 T12 可由控制位 T12RES 清零 置位 只写 控制位 T12RES 只清零定时器的内容, 不会产生其它影响, 如不会终止定时器工作 T12 映射传送控制信号 T12_ST 由位 STE12 控制产生, 该控制位可通过相关置位控制位 T12STR, 或复位控制位 T12STD 间接设置 注 : 控制选择 T12 工作模式的寄存器具体描述请参阅章节 18.3 用户手册 18-5 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

156 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 寄存器 T12 的内容表示定时器 T12 的计数值 只有当定时器 T12 停止工作时, 才可对寄存器 T12 进行写操作 ; 定时器 T12 运行过程中写操作无效 寄存器 T12 始终可由软件读取 CCU6_T12 定时器 T12 计数寄存器 XSFR(E890 H/--) 复位值 : 0000 H T12CV rwh 符号 位序号 读写类型 功能描述 T12CV [15:0] rwh 定时器 T12 的计数值 定时器 T12 的 16 位计数值 寄存器 T12PR 中存放着定时器 T12 的周期值 周期值和 T12 的实际计数值进行比较, 根据规定的计数规则执行相关操作 CCU6_T12PR 定时器 T12 周期寄存器 XSFR(E892 H/--) 复位值 : 0000 H T12PV rwh 符号 位序号 读写类型 功能描述 T12PV [15:0] rwh 定时器 T12 的周期值 T12 的计数值和 T12PV 相等时触发周期匹配 计数到该值后, 定时器 T12 被清零 ( 边沿对齐模式 ) 或将其计数方向改为递减计数 ( 中心对齐模式 ) 该寄存器对应一个映射寄存器 ( 占用相同的物理地址 ), 位 STE12 控制映射传送 软件读操作读出当前用于周期比较的周期值 ; 而写操作将周期值写入映射寄存器中 映射寄存器结构便于用户同步更新 T12 的所有相关值 用户手册 18-6 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

157 定时器 T12 的操作 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 定时器 T12 的输入时钟 f T12 来自经过预分频处理的模块时钟 f CC6 ( 预分频因子可编程设定 ) 和 1/256 分频 ( 可选 ) 总的预分频因子列于表 18-1 中 定时器 T12 不工作时预分频器复位, 从而保证产生可重复的时序和延迟 表 18-1 定时器 T12 输入时钟选择 T12CLK 输入时钟预分频器关闭 (T12PRE ( = 0) 输入时钟预分频器开启 (T12PRE ( = 1) 000 B f CC6 f CC6/ B f CC6/2 f CC6/ B f CC6/4 f CC6/ B f CC6/8 f CC6/ B f CC6/16 f CC6/ B f CC6/32 f CC6/ B f CC6/64 f CC6/ B f CC6/128 f CC6/32768 定时器周期由周期寄存器 T12PR 的值和定时器模式决定 边沿对齐模式下, 定时器周期为 : T12 PER = < 周期寄存器的值 > +1; 以 T12 时钟频率 (f T12) 为单位 (18.1) 中心对齐模式下, 定时器周期为 : T12 PER =(< 周期寄存器的值 > +1) 2; 以 T12 时钟频率 (f T12) 为单位 (18.2) 定时器 T12 工作时, 对计数寄存器 T12 的写操作无效 若 T12 停止工作且死区时间计数器为 0, 写入寄存器 T12 的值立刻生效 用户手册 18-7 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

158 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 如上所述,T12 可工作在边沿对齐或中心对齐模式 两种模式下, 由 计数规则 决定 T12 计数器的操作 边沿对齐模式下, 计数规则决定的 T12 操作如图 18-5 所示 中心对齐模式下 (T12 递增和递减计数 ), 计数规则决定的 T12 操作如图 18-6 所示 定时器 T12 工作在边沿对齐模式下 : 检测到周期匹配时, 计数器在下一个 f T12 时钟复位为 0 T12 始终递增计数 (CDIR = 0) 图 18-5 边沿对齐模式下 T12 的操作 用户手册 18-8 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

159 定时器 T12 工作在中心对齐模式下 : 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 计数器递减计数到 0001 H 时, 下一个 f T12 时钟 T12 被设置为递增计数 (CDIR = 0) 计数器递增计数, 检测到周期匹配时, 下一个 f T12 时钟 T12 被设置为递减计数 (CDIR = 1) CDIR = 0 时, 下一个 f T12 时钟计数器递增计数 ;CDIR = 1 时, 下一个 f T12 时钟计数器递减计数 注 : 在 1- 匹配或周期匹配后的下一个定时器时钟, 位 CDIR 改变 因此, 定时器以原先的计数方向再计数一个时钟后才真正改变计数方向 ( 见图 18-6) 图 18-6 中心对齐模式下 T12 的操作 用户手册 18-9 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

160 T12 映射传送信号,T12_ST, 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 采用一个特殊的映射传送信号 (T12_ST) 便于使周期值 比较值的更新和 T12 操作同步进行 该信号的产生可通过软件设置位 STE12 来请求 ( 只写 位 T12STR 写入 1 将置位 STE12; 只写 位 T12STD 写入 1 将清零 STE12) 若请求映射传送 (STE12 = 1), 以下情况会产生信号 T12_ST: 递增计数检测到周期匹配时, 或 递减计数到 0001 H 时, 或 定时器 T12 停止工作 (T12R = 0) 当信号 T12_ST 有效, 在下一个 T12 时钟周期触发映射传送 : 映射寄存器中的新周期值传送到实际周期寄存器 T12PR 中 ; 映射寄存器中的新比较值传送到实际比较寄存器中 ( 请参阅章节 ) 映射寄存器传送之后, 位 STE12 自动清零 T12 启动 / 停止和复位控制 位 T12R 被置位时, 定时器 T12 开始计数 通过设定位 T12R 可控制定时器的运行 ( 只写 位 T12RS 写入 1 将置位 T12R; 只写 位 T12RR 写入 1 将清零 T12R) 单次模式下 T12R 也可由硬件清零 只写 位 T12RES 置 1 将对定时器 T12 清零 该操作只清零定时器 ( 置为 0000 H) 不会引发其它操作, 比如不会清零定时器的运行位 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

161 单次模式 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 单次模式下, 运行位 T12R 也受硬件影响 可由位 T12SSC 使能单次模式 T12SSC 被置位时, 当前定时器周期结束之后定时器停止运行 边沿对齐模式下, 定时器计数到周期值后被清零至 0000 H, 计数周期结束 ; 中心对齐模式下, 定时器递减计数到 0000 H 时计数周期结束 分别见图 18-7 和图 18-8 图 18-7 边沿对齐模式下的单次操作 图 18-8 中心对齐模式下的单次操作 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

162 T12 的比较模式 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 定时器 T12 的三路独立的捕获 / 比较通道可协同 T12 的计数值, 分别执行比较或捕获操作 捕获功能的具体内容请参阅章节 比较模式下 ( 见图 18-9), 三路通道既可独立工作, 也可共同产生三相 PWM 序列 图 18-9 T12 通道比较器 每路通道通过各自的相等比较器和 T12 的计数寄存器相连, 当计数器的值和比较寄存器中的值匹配时产生匹配信号 每路通道由比较器和双寄存器结构 ( 实际比较寄存器 CC6xR 和相关映射寄存器 CC6xSR) 组成 CC6xR 与比较器直接相连 CC6xSR 由软件预先加载 当 T12 的映射传输信号 T12_ST 有效时, 映射寄存器中的内容被传送到实际比较寄存器中 CAPCOM6 单元提供了比较值 以及 ( 和产生 PWM 信号相关的 ) 其它数值的映射寄存器, 便于用户软件同步更新所有相关参数 ( 请参阅章节 18.8) 和每路通道相关的状态位 CC6xST 保存比较 ( 或捕获 ) 操作的状态 ( 见图 18-10) 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

163 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 图 比较模式下的比较状态位框图 状态位 CC6xST 置位 / 复位控制逻辑的输入包括 : 计数方向标志位 (CDIR), 定时器运行位 (T12R), 定时器 0- 匹配信号 (T12_ZM), 单次模式结束信号 (T12_SSEP), 各通道的比较匹配信号 CM_6x 以及模式控制位 MSEL6x 此外, 可通过设定置位控制位 MCC6xS 和复位控制位 MCC6xR 分别置位或复位各状态位 注 : 霍尔传感器模式下, 状态位还由附加输入控制 ( 请参阅章节 18.5) 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

164 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 只有当定时器 T12 运行时 (T12R = 1) 才可硬件修改状态位 CC6xST 硬件修改状态位时, 比较模式下应用以下规则置位和复位状态位 ( 如图 和图 所示 ): 状态位 CC6xST 的置位条件 : T12 递增计数到比较匹配后, 下一个 T12 时钟 (f T12) 置位 CC6xST( 即, 计数器递增计数到超过比较值 ); T12 递增计数到 0- 匹配且同时为比较匹配时, 下一个 T12 时钟 (f T12) 置位 CC6xST 状态位 CC6xST 的复位条件 : T12 递减计数到比较匹配后, 下一个 T12 时钟 (f T12) 复位 CC6xST( 即, 计数器递减计数到低于比较值 ); T12 递增计数到 0- 匹配但同时不是比较匹配时, 下一个 T12 时钟 (f T12) 复位 CC6xST 图 边沿对齐模式下的比较操作 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

165 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 图 中心对齐模式下的比较操作 图 例举出更多的比较波形 请务必注意 : 图中假定定时器计数过程中某些比较值被修改 修改值预先载入映射寄存器 CC6xSR 中, 当 T12 的映射传送信号 T12_ST ( 假定被使能 ) 有效时, 该修改值被传送到实际比较寄存器 CC6xR 中 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

166 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 图 比较波形举例 例 b) 图示说明跳变到占空比为 100% 的情况 先使用比较值 0001 H, 然后变为 0000 H 请注意 : 在新比较值 0000 H 生效的定时器周期内, 仍产生长度为一个 T12 时钟周期的低脉冲 ( 该脉冲由前面的比较值 0001 H 产生 ) 接下来的定时器周期, 状态位 CCxST 始终保持为 1, 产生占空比为 100% 的信号 此时, 比较规则 0- 匹配且同时为比较匹配 生效 例 f) 图示说明跳变到占空比为 0% 的情况 新比较值设定为 < 周期寄存器的值 > + 1, 状态位 CC6xST 始终为 0 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

167 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 图 例举三通道比较波形的产生 通过恰当的死区时间控制和输出调制, 可产生高效的三相 PWM 信号 图 三通道比较波形 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

168 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 比较模式输出路径图 给出从通道状态位到其输出引脚的最简信号路径 如图所示, 用户可通过多种控制选择, 决定当前状态位 CC6xST 所对应的 ( 期望 ) 输出信号的切换操作 输出调制的具体内容请参阅章节 18.7 图 比较模式简化输出路径框图 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

169 比较模式寄存器 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 比较模式下, 寄存器 CC6xR(x =0,1,2) 是 T12 的实际比较寄存器 保存在 CC6xR 中的值和 T12 的计数值进行比较 ( 三路通道并行进行 ) 寄存器 CC6xR 为只读寄存器 ; 若要修改 CC6xR 的值, 将映射寄存器 CC6xSR 中的修改值映射传送到 CC6xR 中 映射寄存器可由软件读写 捕获模式下, 当检测到相关的捕获事件时,T12 寄存器的当前计数值捕获到寄存器 CC6xR 或 CC6xSR 中 ( 取决于选择的模式 ) CCU6_CC60R 通道 0 捕获 / 比较寄存器 XSFR(E898 H/--) 复位值 : 0000 H CC60V rh CCU6_CC61R 通道 1 捕获 / 比较寄存器 XSFR(E89A H/--) 复位值 : 0000 H CC61V rh CCU6_CC62R 通道 2 捕获 / 比较寄存器 XSFR(E89C H/--) 复位值 : 0000 H CC62V rh 符号 CC6xV (x = 0,1, 2) 位序号 读写类型 功能描述 [15:0] rh 通道 x 比较值 比较模式下, 位域 CC6xV 中存放着和 T12 的计数值进行比较的值 ; 捕获模式下,T12 的捕获值可从这些寄存器读出 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

170 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) CCU6_CC60SR 通道 0 捕获 / 比较映射寄存器 XSFR(E8A0 H/--) 复位值 : 0000 H CC60S rwh CCU6_CC61SR 通道 1 捕获 / 比较映射寄存器 XSFR(E8A2 H/--) 复位值 : 0000 H CC61S rwh CCU6_CC62SR 通道 2 捕获 / 比较映射寄存器 XSFR(E8A4 H/--) 复位值 : 0000 H CC62S rwh 符号 CC6xS (x = 0,1, 2) 位序号 读写类型 功能描述 [15:0] rwh 通道 x 比较值映射寄存器 比较模式下, 映射传送期间, 位域 CC6xS 的内容被传送到寄存器 CC6xR 的位域 CC6xV 中 ; 捕获模式下,T12 的捕获值可从这些寄存器读出 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

171 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 寄存器 T12MSEL 用于设置定时器 T12 模块中的三路通道对应的捕获 / 比较功能 CCU6_T12MSEL T12 模式选择寄存器 XSFR(E8C6 H/--) 复位值 : 0000 H MSEL62 MSEL61 MSEL rw rw rw 符号 位序号 读写类型 功能描述 MSEL62 MSEL61 MSEL60 [11:8] [7:4] [3:0] rw 捕获 / 比较模式选择 这些位域为 T12 的三路捕获 / 比较通道选择相应的工作模式 每路通道 (x = 0,1, 2) 可分别被设定为其中一种模式 ( 霍尔传感器模式除外 ), 见表 18-2 表 18-2 MSEL6x 捕获 / 比较模式总览选择的工作模式 0000 B 禁止比较输出, 引脚 CC6x 和 COUT6x 可用作通用 IO 0001 B 比较结果从引脚 CC6x 输出,COUT6x 可用作通用 IO 0010 B 比较结果从引脚 COUT6x 输出,CC6x 可用作通用 IO 0011 B 比较结果从引脚 COUT6x 和 CC6x 输出 01XX B 双寄存器捕获模式, 见章节 和表 B 霍尔传感器模式, 见章节 18.5 为确保能够正确使能该模式, 三组位域 MSEL6x 必须都被设置为霍尔传感器模式 1001 B 类磁滞模式, 见章节 X B 多输入捕获模式, 见章节 和表 XX B 注 : 可从通道状态 ( 修改 ) 寄存器中获取通道的状态信息, 具体内容请参阅章节 18.3 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

172 死区时间产生 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 功率逆变器中某一相的上下桥臂开关信号 ( 信号互补 ) 由同一个比较通道产生 例如, 若 T12 计数值大于比较值时, 上桥臂的控制开关导通 ( 状态位 = 1), 那么, 当 T12 计数值小于比较值时, 下桥臂的控制开关导通 ( 状态位 = 0) 大多数情况下, 相互连接的功率开关的开关特性不对称, 即接通和断开所需时间不同 若功率器件的接通时间小于断开时间, 通常会引发问题, 导致逆变器桥臂短路, 从而可能会损坏整个系统 为了通过硬件解决该问题,CAPCOM6 单元中有一个可编程的死区时间产生模块, 使信号从被动态到主动态的切换延迟产生 ( 主动态到被动态的切换不延迟 ) T12 三路通道的死区时间产生模块的结构相似, 如图 所示 只要位 CC6xST 变化, 即触发对应的死区时间计数器工作 死区时间计数器为单次 6 位递减计数器, 该计数器的时钟源和定时器 T12 的相同 (f T12) 状态位 CC6xST 的变化会激活触发脉冲 DTCx_IN, 引发死区时间计数器重载, 将保存在寄存器 T12DTC 中的值 DTM 重新装入计数器并启动其计数 图 死区时间产生框图 递减计数过程中, 输出线 DTRx 为 0 因此, 重载值决定了输出信号处于低电平 ( 被动态 ) 的时间长短, 从而决定了状态位从 0 跳变到 1 的输出时延 输出信号的主动态由 1 表示 可编程的重载值 DTM 对三路通道均适用 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

173 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 计数器计数到 0 时停止计数, 输出线 DTRx 置 1 DTRx 为 0 时每相的两路输出均被 强制为被动态, DTRx 为 1 时输出能够转入主动态 每一个死区时间计数器对应有各自的使能控制位 DTEx, 用来使能触发输入 DTCx_IN 计数器只有在不运行时才能被重载, 从而避免了在检测到状态位 CC6xST 变化时, 重新触发死区时间计数 图 说明死区时间波形的产生 ( 被动态 = 0) 下面将对相关的寄存器进行详细说明 图 死区时间产生波形 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

174 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 寄存器 T12DTC 控制 T12 比较通道的死区时间产生 可分别使能 / 禁止各路通道的死区时间产生 若被使能, 被动态到主动态的跳变时延由位域 DTM 决定 CCU6_T12DTC T12 死区时间控制寄存器 XSFR(E894 H/--) 复位值 : 0000 H DTR 2 DTR 1 DTR 0 - DTE 2 DTE 1 DTE DTM - rh rh rh - rw rw rw - - rw 符号 位序号 读写类型 功能描述 DTR2 DTR1 DTR0 14, 13, 12 rh 死区时间运行指示标志 指示定时器 T12 各路比较通道 (0,1,2) 死区时间产生的状态 0 死区时间计数器停止工作 1 死区时间计数器正在计数 ( 时延有效 ) DTE2 DTE1 DTE0 10, 9, 8 rw 死区时间产生使能位 使能 / 禁止定时器 T12 各路比较通道 (0, 1,2) 的死区时间产生 0 死区时间产生被禁止 1 死区时间产生被使能 DTM [5:0] rw 死区时间值 DTM 规定了输出从被动态到主动态的可编程切换时延 注 : 置位寄存器 TCTR4 中的位 DTRES 可对死区时间计数器清零 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

175 T12 捕获模式 T12 模块的三路通道均可响应外部信号, 捕获 T12 的时间信息 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) CAPCOM6 单元提供了几种不同的捕获模式 所有捕获模式下, 均使用各路通道的双寄存器结构 ( 原寄存器和映射寄存器 ) 这样可降低中断发生率, 每两个事件 CPU 才需响应一次 寄存器 T12MSEL 中的位域 MSEL6x 分别为各路通道选择捕获模式 表 18-3 捕获模式总览 MSEL6x 模式 0100 B 1 引脚 有效沿 CC6nSR 保存到 T12 保存到 CC6x 上升沿 - CC6xR CC6x 下降沿 - CC6xSR 0101 B 2 CC6x 上升沿 CC6xR CC6xSR 0110 B 3 CC6x 下降沿 CC6xR CC6xSR 0111 B 4 CC6x 任意沿 CC6xR CC6xSR 图 说明捕获模式 1 的操作 检测到输入引脚 CC6x 的上升沿 (0 到 1 跳变 ) 时, 将定时器 T12 的当前计数值捕获到 CC6xR 中 ; 检测到输入引脚 CC6x 的下降沿 (1 到 0 跳变 ) 时, 将定时器 T12 的内容捕获到 CC6xSR 中 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

176 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 图 捕获模式 1 框图 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

177 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 捕获模式 2 3 和 4 如图 所示, 各模式的差别仅在于引发捕获操作的有效跳变沿 当处于三种捕获模式中的任意一种, 检测到输入引脚 CC6x 出现有效跳变时, 对应的映射寄存器 CC6xSR 的当前值被锁存到寄存器 CC6xR 中, 定时器 T12 的当前值捕获到寄存器 CC6xSR 中 ( 同时传送 ) 捕获模式 2 的有效沿为引脚 CC6x 的上升沿 ; 捕获模式 3 的有效沿为引脚 CC6x 的下降沿 ; 捕获模式 4 的有效沿为引脚 CC6x 的上升沿或下降沿, 见表 18-3 当输入信号连续两次跳变间隔很短时, 这些捕获模式非常有用 图 捕获模式 框图 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

178 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 此外, 还有五种多输入捕获模式, 使用两个外部信号引脚 CC6x 和 CC6POSx 触发捕获 图 多输入捕获模式框图 多输入捕获模式下, 引脚 CC6x 上选定的事件触发 T12 的当前值锁存到寄存器 CC6xR 中 ; 引脚 CC6POSx 上选定的事件触发 T12 的当前值锁存到寄存器 CC6xSR 中 触发事件包括 : 两个输入引脚上相反的跳变沿 相同的跳变沿 或任意跳变沿 触发事件选择见表 18-4 各种不同的捕获模式下, 当引脚 CC6x 或 CC6POSx 上发生选定的捕获触发事件时, 通道状态位 CC6xST 被置 1 该通道状态位必须由软件清零 此外, 引脚 CC6x 上检测到的所有跳变沿均可激活中断请求线, 向 CPU 发送中断请求 ( 请参阅章节 18.9) 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

179 表 18-4 多输入捕获模式总览 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) MSEL6x 模式 1010 B 5 引脚 有效沿 T12 保存到 CC6x 上升沿 CC6xR CCPOSx 下降沿 CC6xSR 1011 B 6 CC6x 下降沿 CC6xR CCPOSx 上升沿 CC6xSR 1100 B 7 CC6x 上升沿 CC6xR CCPOSx 上升沿 CC6xSR 1101 B 8 CC6x 下降沿 CC6xR CCPOSx 下降沿 CC6xSR 1110 B 9 CC6x 任意沿 CC6xR CCPOSx 任意沿 CC6xSR 1111 B - 保留 ( 无捕获或比较操作 ) 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

180 类磁滞控制模式 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 类磁滞控制模式 (MSEL6x = 1001 B) 提供了这样的可能性 : 如果输入 CC6POSx 为 0, 通过复位 CC6xST 可切断 PWM 输出 利用该模式可实现简单的电机控制, 例如用比较器指示过流 当 CC6POSx = 0 时, 相应通道的 PWM 输出驱动其被动电平 只有当 CC6POSx= 1 时, 才可能置位 CC6xST 图 类磁滞控制模式逻辑框图 该模式下, 引脚 CC6POSx 发生负跳变时状态位 CC6xST 被复位 只要输入 CC6POSx 为 0, 状态位的输出始终为被动态 当 CC6POSx 处于高电平时, 输出可进入主动态, 由位 CC6xST 决定 ( 见图 状态位逻辑和图 输出路径 ) 该模式可将和时间相关的控制行为引入类磁滞控制器 标准的类磁滞控制器检测某值是否已超过极限, 并根据比较结果切换输出 根据不同运行条件, 切换频率和占空比不固定 可不断改变 若要实现基于类磁滞控制器 ( 控制内环 ) 的时间相关控制环路 ( 控制外环 ), 如果外部环路与内环同步, 将会表现出更好的行为特性 因此, 可采用本产品提供的类磁滞模式, 它结合了按时间切换的控制和类磁滞控制两种功能 例如, 在该模式, 可在某个固定时刻接通输出 ; 一旦检测到输入引脚 CC6POSx 的下降沿, 则立刻切断输出 类磁滞模式可用于产生带有过流保护的标准 PWM 只要引脚 CC6POSx 上不出现低电平, 则以正常方式产生输出信号 ( 先前章节已作说明 ); 只有当引脚 CC6POSx 上出现低电平, 如检测到过流时 CC6POSx 被拉低, 才切断输出以避免损坏系统 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

181 18.2 定时器 T13 模块 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 定时器 T13 和定时器 T12 的唯一差别在于 T13 只有一路比较通道 一个 16 位的递增计数器通过比较器和通道寄存器相连, 计数器的值和通道寄存器的值匹配时, 输出匹配信号 T13 模块具有多种控制功能, 使其适用于不同的应用需求 此外,T13 可由定时器 T12 的事件同步触发 图 定时器 T13 模块总览框图 图 为定时器 T13 的内部结构框图 定时器 T13 的输入时钟 f T13 来自经过预分频处理的模块时钟 f CC6( 预分频因子可编程设定 ) 和 1/256 分频 ( 可选 ) T13 只能递增计数 ( 类似于 T12 的边沿对齐模式 ) T13 通过比较器和周期寄存器 T13PR 相连 该寄存器中存放的值决定 T13 的最大计数值 T13 计数到周期值后, 在下一个 T13 的时钟沿, 产生信号 T13_PM(T13 周期匹配 ) 并将 T13 复位为 0000 H 周期寄存器的新周期值从映射周期寄存器 T13PS 中获取,T13PS 的值由软件载入 T13 映射传送 控制信号 T13_ST 控制将新周期值从映射寄存器传送到 T13PR 中的操作, 该信号的产生取决于控制位 STE13 CAPCOM6 单元提供了周期值 以及 ( 和产生 PWM 信号相关的 ) 其它数值的映射寄存器, 便于用户编程同步更新所有相关参数 ( 请参阅章节 18.8) 信号 T13_ZM 指示计数器的值是否等于 0000 H 在当前计数周期结束后, 单次模式控制位 T13SSC 控制定时器的自动停止 ( 见图 18-25) 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

182 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 图 T13 计数器逻辑和周期比较器 运行位 T13R 控制定时器 T13 的启动或终止 T13R 可由置位控制位 T13RS 或复位控制位 T13RR 软件设定 ; 或根据预先选定的条件由硬件复位 定时器 T13 可由控制位 T13RES 清零 置位 只写 控制位 T13RES 只清零定时器的内容 不会产生其它影响, 如不会终止定时器工作 T13 映射传送控制信号 T13_ST 由位 STE13 控制产生, 该控制位可通过相关置位控制位 T13STR, 或复位控制位 T13STD 间接设置 位域 T13TEC 和 T13TED 控制 T13 与定时器 T12 的事件同步 T13TEC 选择触发事件 ;T13TED 选择使触发事件生效的定时器 T12 的计数方向 注 :T13 的周期寄存器和对应的映射寄存器占用相同的物理地址 写操作对应写入映射寄存器 ; 读操作对应读取实际周期寄存器的值 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

183 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 寄存器 T13 的内容显示了当前定时器 T13 的计数值 只有在定时器 T13 停止工作时, 才可对寄存器 T13 进行写操作 ; 定时器 T13 工作时, 写操作无效 寄存器 T13 始终可由软件读取 CCU6_T13 定时器 T13 计数寄存器 XSFR(E8B0 H/--) 复位值 : 0000 H T13CV rwh 符号 位序号 读写类型 功能描述 T13CV [15:0] rwh 定时器 T13 的计数值 定时器 T13 的 16 位计数值 寄存器 T13PR 中存放着定时器 T13 的周期值 周期值和 T13 的当前计数值进行比较, 两值匹配时 T13 被复位 该寄存器对应有一个映射寄存器, 位 STE13 控制映射传送 读操作读取实际周期寄存器的值 ; 写操作写入映射寄存器 ; 映射寄存器结构便于用户同时更新 T13 的所有相关值 CCU6_T13PR 定时器 T13 周期寄存器 XSFR(E8B2 H/--) 复位值 : 0000 H T13PV rwh 符号 位序号 读写类型 功能描述 T13PV [15:0] rwh 定时器 T13 的周期值 T13 的计数值和 T13PV 相等时触发周期匹配 计数到该周期值, 定时器 T13 被清零 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

184 定时器 T13 的操作 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 定时器 T13 的输入时钟 f T13 来自经过预分频处理的模块时钟 f CC6( 预分频因子可编程设定 ) 和 1/256 分频 ( 可选 ) 预分频因子列于表 18-5 中 定时器 T13 不工作时预分频器复位, 从而保证产生可重复的时序和延迟 表 18-5 定时器 T13 输入时钟选择 T13CLK 输入时钟预分频器关闭 (T13PRE ( = 0) 输入时钟预分频器开启 (T13PRE ( = 1) 000 B f CC6 f CC6/ B f CC6/2 f CC6/ B f CC6/4 f CC6/ B f CC6/8 f CC6/ B f CC6/16 f CC6/ B f CC6/32 f CC6/ B f CC6/64 f CC6/ B f CC6/128 f CC6/32768 定时器周期由周期寄存器 T13PR 中的值决定, 计算公式如下 : T13 PER = < 周期寄存器的值 > +1; 以 T13 时钟频率 (f T13) 计数 (18.3) 定时器 T13 工作时, 写入计数寄存器 T13 无效 若 T13 停止计数, 写入寄存器 T13 的值立刻生效 上面已提到,T13 只能递增计数, 类似于 T12 的边沿对齐模式, 因此 T13 计数器的 计数规则 非常简单 : 检测到周期匹配时, 下一个 T13 时钟沿计数器复位为 0 T13 始终递增计数 T13 的操作如图 所示 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

185 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 图 T13 的操作 T13 映射传送信号,T13_ST, 采用一个特殊的映射传送信号 (T13_ST) 便于使周期值 比较值的更新和 T13 的操作同步进行 该信号的产生可通过设置位 STE13 来请求 ( 只写 位 T13STR 写入 1 将置位 STE13; 只写 位 T13STD 写入 1 将清零 STE13) 若请求映射传送 (STE13 = 1), 以下情况会产生信号 T13_ST: 递增计数到周期匹配后计数器复位, 或 定时器 T13 停止计数 (T13R = 0) 当信号 T13_ST 有效, 映射寄存器中的新周期值传送到实际周期寄存器 T13PR 中 ; 映射寄存器中的新比较值传送到实际比较寄存器中 ( 请参阅章节 ) T13 启动 / 停止和复位控制 只写 位 T13RS 置 1 时启动定时器 T13, 该操作置位定时器运行位 T13R, 定时器开始计数 ; 要终止 T13 运行, 只写 位 T13RR 置 1, 该操作对定时器运行位 T13R 清零, 定时器停止计数 单次模式下也可由硬件清零运行位 T13R 此外,T12 模块产生的触发事件 ( 置位运行位 T13R) 可启动 T13 下一章节将对此进行详细说明 只写 位 T13RES 置 1 将对定时器 T13 清零 该操作只清零定时器的内容 ( 至 0000 H) 不会引发其它操作, 比如不会清零定时器的运行位 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

186 单次模式 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 单次模式下, 运行位 T13R 也受硬件影响 通过位 T13SSC 使能该模式 T13SSC 被置位时, 当前定时器周期结束之后定时器停止运行 ( 见图 18-25) 定时器计数到周期值后被清零至 0000 H, 计数周期结束 图 定时器 T13 的单次操作 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

187 T13 和 T12 同步 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 定时器 T13 可与 T12 事件同步 位域 T13TEC 和 T13TED 选择触发事件, 启动定时器 T13 工作 触发事件硬件置位 T13R,T13 开始计数 该特性和单次模式相结合, 可在 T12 事件之后产生可编程的时延 图 举例说明 T13 如何与 T12 的事件同步, 图中所选择的事件为递增计数时的比较匹配 ( 比较值 = 2) T12 和 T13 的输入时钟可以不同 ( 选择其它预分频因子 ), 图中 f T13 为 f T12 的一半 图 T13 和 T12 同步 位域 T13TEC 选择启动 T13 的触发事件 ( 自动置位 T13R 以与 T12 的比较信号同步 ), 事件选择列于表 18-6 中 ; 另外由 T13TED 选择使触发事件生效的定时器 T12 的计数方向 ( 见表 18-7) 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

188 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 表 18-6 T13TEC T12 触发事件选择事件选择 000 B 无 001 B 通道 0 上的 T12 比较事件 010 B 通道 1 上的 T12 比较事件 011 B 通道 2 上的 T12 比较事件 100 B 任意通道 (0 1 2) 上的 T12 比较事件 101 B T12 周期匹配 110 B T12 递增计数时 0- 匹配 111 B 霍尔状态的任何变化 表 18-7 T13TED T12 触发事件附加条件事件选择附加条件 00 B 保留, 无操作 01 B T12 递增计数时选定的触发事件有效 10 B T12 递减计数时选定事件的触发有效 11 B 无论 T12 递增 / 递减计数, 选定的触发事件均有效 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

189 T13 的比较模式 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 定时器 T13 的单路比较通道可执行 ( 和 T13 的计数值有关的 ) 比较操作 图 给出比较模式下 T13 的通道操作 T13 通道通过相等比较器和 T13 的计数寄存器相连, 当计数器的值和比较寄存器中的值匹配时产生匹配信号 通道由比较器和双寄存器结构 ( 实际比较寄存器 CC63R 和相关映射寄存器 CC63SR) 组成 CC63R 与比较器直接相连 CC63SR 由软件预先加载 当 T13 的映射传输信号 T13_ST 有效时, 映射寄存器中的内容被传送到实际比较寄存器中 CAPCOM6 单元提供了比较值 以及 ( 和产生 PWM 信号相关的 ) 其它数值的映射寄存器, 便于用户编程同步更新所有相关参数 ( 请参阅章节 18.8) 图 T13 通道比较 T13 通道状态位 CC63ST 保存比较操作的状态 满足某些条件时该状态位将被置位或复位, 以下章节将对此进行详细说明 图 给出比较状态位的逻辑操作 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

190 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 图 T13 状态位框图 状态位 CC63ST 置位 / 复位控制逻辑的输入包括 : 定时器运行位 (T13R), 定时器 0- 匹配信号 (T13_ZM), 单次模式结束信号 (T13_SSEP) 以及实际比较匹配信号 CM_63 此外, 可通过设定置位控制位 MCC63S 和复位控制位 MCC63R 相应置位或复位 CC63ST 只有当定时器 T13 运行时 (T13R = 1) 才可硬件修改状态位 CC63ST 这种情况下, 应用以下规则置位和复位状态位 : 状态位 CC63ST 被置 1: 比较匹配时 (T13 始终递增计数 ), 下一个 T13 时钟 (f T13) 置位 CC63ST ( 即, 计数器递增计数到超过比较值 ); 0- 匹配且同时为比较匹配时, 下一个 T13 时钟 (f T13) 置位 CC63ST 状态位 CC63ST 被复位为 0: 0- 匹配但同时不是比较匹配时, 下一个 T13 时钟 (f T13) 复位 CC63ST 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

191 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 图 T13 的比较操作 注 : 图 所示波形和图 所示 T12 的波形相同 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

192 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) T13 比较模式输出路径图 给出从通道状态位到其输出引脚最简信号路径 如图所示, 用户可通过多种控制选择, 决定当前状态位 CC63ST 所对应的 ( 期望 ) 输出信号的切换操作 输出调制控制的具体内容请参阅章节 18.7 图 CC63 输出路径 输出线 COUT63_O 可产生 T13 的 PWM 信号, 从引脚 COUT63 输出 信号 CC63_O 可输出 T13 的 PWM 信号用来调制 T12 的相关输出信号 为了使 COUT63 和内部调制信号无关, 可分别由 T13IM 和 COUT63PS 选择引发有效信号的比较状态 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

193 T13 比较模式寄存器 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 寄存器 CC63R 是 T13 的实际比较寄存器 保存在 CC63R 中的值和 T13 的计数值进行比较 寄存器 CC63R 为只读寄存器 ; 若要改变 CC63R 的值, 将映射寄存器 CC63SR 中的修改值映射传送到 CC63R 中 映射寄存器可由软件读写 CCU6_CC63R 通道 3 比较寄存器 XSFR(E8B4 H/--) 复位值 : 0000 H CC63V rh 符号 位序号 读写类型 功能描述 CC63V [15:0] rh 通道 3 的比较值 位域 CC63V 中存放着和 T13 的计数值进行比较的值 CCU6_CC63SR 通道 3 比较映射寄存器 XSFR(E8B6 H /--) 复位值 : 0000 H CC63S rwh 符号 位序号 读写类型 功能描述 CC63S [15:0] rwh 通道 3 比较值映射寄存器 映射传送期间, 位域 CC63S 的内容被传送到寄存器 CC63R 的位域 CC63V 中 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

194 18.3 定时器模块控制 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 定时器 T12 和 T13 的大多数特性由定时器控制寄存器 TCTR0 TCTR2 和 TCTR4 控制 寄存器 TCTR0 控制定时器 T12 和 T13 的基本功能 CCU6_TCTR0 定时器控制寄存器 0 XSFR(E8AC H/--) 复位值 : 0000 H STE 13 T13R T13 PRE T13CLK CTM CDIR STE 12 T12R T12 PRE T12CLK - - rh rh rw rw rw rh rh rh rw rw 符号 位序号 读写类型 功能描述 STE13 1) 13 rh 定时器 T13 映射传送使能 0 映射寄存器传送被禁止 1 映射寄存器传送被使能 T13R 2) 12 rh 定时器 T13 运行控制位 T13R 启动和终止定时器 T13 软件置位 T13RS 可置位 T13R, 软件置位 T13RR 可复位 T13R; 或根据位域 T13SSC 定义的功能硬件复位 T13R 0 定时器 T13 被终止 1 定时器 T13 在运行 T13PRE 11 rw 定时器 T13 预分频使能位 使能 T13 的附加 1/256 预分频器 0 附加预分频被禁止 1 附加预分频被使能 T13CLK [10:8] rw 定时器 T13 输入时钟选择 定时器 T13 的输入时钟由 CAPCOM6 单元的输入时钟 f CC6 分频得到, 根据等式 f T13 = f CC6 / 2 <T13CLK>, 选择定时器 T13 的输入时钟, 见表 18-5 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

195 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 符号 位序号 读写类型 功能描述 CTM 7 rw T12 的工作模式 0 边沿对齐模式 1 中间对齐模式 CDIR 6 rh 定时器 T12 的计数方向 指示定时器 T12 的当前计数方向 0 T12 递增计数 1 T12 递减计数 STE12 1) 5 rh 定时器 T12 映射传送使能 0 不请求映射寄存器传送 1 请求映射寄存器传送 T12R 2) 4 rh 定时器 T12 运行控制位 T12R 启动和终止定时器 T12 软件置位 T12RS 可置位 T12R, 软件置位 T12RR 可复位 T12R; 或根据位域 T12SSC 定义的功能硬件复位 T12R 0 定时器 T12 被终止 1 定时器 T12 在运行 T12PRE 3 rw 定时器 T12 预分频使能位 使能 T12 的附加 1/256 预分频器 0 附加预分频被禁止 1 附加预分频被使能 T12CLK [2:0] rw 定时器 T12 输入时钟选择 1) 发生映射传送时, 位 STE12/STE13 被清零 定时器 T12 的输入时钟由 CAPCOM6 单元的输入时钟 f CC6 分频得到根据等式 f T12 = f CC6 / 2 <T12CLK>, 选择定时器 T12 的输入时钟 见表 ) 由 TxSSC,TxRR 或 TxRS) 同时置位 / 复位 T13R/T12R 无效, 位 T13R/T12R 保持不变 注 : 只有当定时器 T12/T13 不工作时 (T12R/T13R = 0), 对位域 T12CLK/T13CLK 或 T12PRE/T13PRE 的写入才有效 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

196 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 寄存器 TCTR2 控制定时器 T12 和 T13 的单次模式和同步功能 CCU6_TCTR2 定时器控制寄存器 2 XSFR(E8AE H/--) 复位值 : 0000 H T13 TED T13 TEC T13 SSC T12 SSC rw rw rw rw 符号 位序号 读写类型 功能描述 T13TED [6:5] rw 触发事件计数方向控制 T13TEC [4:2] rw 触发事件选择 T13SSC T12SSC 1 0 rw 位域 T13TED 附加规定了使选定的触发事件生效的 T12 计数方向 ( 见表 18-7) 位域 T13TEC 选择启动 T13 的触发事件 ( 自动置位 T13R 以与 T12 的比较信号同步 ), 见表 18-6 定时器 T13/T12 单次模式控制 该位控制 T13/T12 的单次模式 0 单次模式被禁止 1 单次模式被使能 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

197 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 寄存器 TCTR4 支持软件控制 ( 独立的置位和复位条件 ) 运行位 T12R 和 T13R 此外, 定时器 ( 运行中 ) 可被复位 ; 位 STE12 和 STE13 可由软件控制, 读取这些位始终返回 0 CCU6_TCTR4 定时器控制寄存器 4 XSFR(E8A6 H/--) 复位值 : 0000 H T13 STD T13 STR T13 RES T13 RS T13 RR T12 STD T12 STR - - DT RES T12 RES T12 RS T12 RR w w w w w w w - - w w w w 符号 位序号 读写类型 功能描述 T13STD T12STD 15 7 w 定时器 T13/T12 映射传送禁止 0 无操作 1 STE13/STE12 被复位, 不触发映射传送 T13STR T12STR 14 6 w 定时器 T13/T12 映射传送请求 0 无操作 1 STE13/STE12 被置位, 请求映射传送 T13RES T12RES 10 2 w 定时器 T13/T12 复位 0 对 T13/T12 无复位操作 1 T13/T12 计数寄存器被复位为 0 根据切换规则切换输出信号 置位 T13RES/T12RES 不影响位 T13R/T12R T13RS T12RS 9 1 w 定时器 T13/T12 运行位置位控制 软件置位 T13RS/T12RS 可相应置位 T13R/T12R( 启动定时器 T13/T12) 1) 0 T13R/T12R 未被置位 1 T13R/T12R 被置位,T13/T12 开始计数 T13RR T12RR 8 0 w 定时器 T13/T12 运行位复位控制 软件复位 T13RR/T12RR 可相应清零 T13R/T12R( 终止定时器 T13/T12) 1) 0 T13R/T12R 未被清零 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

198 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 符号 位序号 读写类型 功能描述 1 T13R/T12R 被清零,T13/T12 停止计数 DTRES 3 w 死区时间计数器复位 0 对死区时间计数器无复位操作 1) 同时设置置位控制位和复位控制位无效, 相关定时器操作不受影响 1 三个死区时间计数器均被清零 停止计数 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

199 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 通道状态寄存器 CMPSTAT 中的状态位指示当前的捕获或比较状态, 控制位决定比较通道对应主动态还是被动态 CCU6_CMPSTAT 比较状态寄存器 XSFR(E8A8 H/--) 复位值 : 0000 H T13 IM C OUT 63PS C OUT 62PS C CC OUT 62PS 61PS CC 61PS C OUT 60PS CC 60PS - CC 63ST CC POS 2 CC POS 1 CC POS 0 CC 62ST CC 61ST CC 60ST rwh rwh rwh rwh rwh rwh rwh rwh - rh rh rh rh rh rh rh 符号 位序号 读写类型 功能描述 T13IM 15 rwh T13 反相调制控制 COUT63PS 1) COUT62PS CC62PS COUT61PS CC61PS COUT60PS CC60PS CC63ST 2) CC62ST CC61ST CC60ST rwh rh 位 T13IM 将 CC63_O 信号反相, 用于调制 CC6x 和 COUT6x(x = 0, 1, 2) 信号 0 CC63_O 未反相 1 CC63_O 被反相用于进一步调制 比较输出的被动态选择 位 COUT6xPS/CC6xPS 选择比较通道的被动态 输出处于被动态时, 输出引脚驱动 ( 由寄存器 PSLR 定义的 ) 被动电平 0 CC6xST 为 0 时比较输出驱动被动电平 1 CC6xST 为 1 时比较输出驱动被动电平 注 : 捕获模式下不使用这些位 T13/T12 比较状态位 位 CC6xST 监控捕获 / 比较通道的状态 比较模式 : 0 定时器计数值小于比较值 1 定时器计数值大于比较值 捕获模式 ( 仅通道 0 2): 0 未检测到选定的跳变沿 1 已检测到选定的跳变沿 CCPOSx 5, 4, 3 rh 霍尔序列采样值 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

200 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 1) 这些位具有映射位, 分别与 T12 和 T13 的捕获 / 比较寄存器并行更新 读操作读取实际使用值, 写操作写入映射位 2) 根据 T12 和 T13 的切换规则置位和复位这些状态位 比较状态修改寄存器 CMPMODIF 支持软件修改 ( 独立的置位和清零条件 ) 通道状态位 CC6xST 该特性允许用户编程单独修改输出线的状态, 比如比较定时器停止计数时, 用户可自行修改相应的比较状态 CCU6_CMPMODIF 比较状态修改寄存器 XSFR(E8AA H/--) 复位值 : 0000 H MCC 63R MCC 62R MCC 61R MCC 60R - MCC 63S MCC 62S MCC 61S MCC 60S - W W W W - W W W W 符号 位序号 读写类型 功能描述 MCC63R MCC62R MCC61R MCC60R w 捕获 / 比较通道 x 状态复位位 0 无操作 1) 1 位 CC6xST 被清零 MCC63S MCC62S MCC61S MCC60S w 捕获 / 比较通道 x 状态置位位 0 无操作 1) 1 位 CC6xST 被置位 1) 同时设置置位控制位和复位控制位将使相关状态位翻转 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

201 18.4 多通道模式 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 多通道模式可用一条指令调制全部六路 T12 的相关输出信号 位域 MCMOUT.MCMP 中的位规定哪些输出有效 若多通道模式被使能 ( 位 MODCTR.MCMEN = 1), 只有位域 MCMP 中被置 1 的位对应的输出才有效 该位域对应的映射位域为 MCMPS, 可由软件写入 可由 T12 或 T13 事件触发将 MCMPS 中的新值传送到位域 MCMP 中, 该映射传送操作和 T12 或 T13 事件同步 该结构支持由软件写入新值, 在定义好的时刻发生映射传送, 使映射传送和 PWM 信号同步 这样可避免由不同步的调制源 (T12,T13, 软件 ) 造成的多余脉冲 图 多通道模式框图 图 所示为多通道模式的调制选择 位域 SWSEL 选择更新位域 MCMP 的触发事件 为了使 MCMP 更新和 T12 或 T13 产生的 PWM 信号同步, 由位域 SWSYN 选择引发映射传送的同步事件 该逻辑结构决定了产生新的 PWM 周期时更新 MCMP 选定的触发事件发生时, 提示标志 R 被置位 ; 发生映射传送时 R 被复位 软件监控该标志以检查该逻辑的状态 若选择直接同步模式, 当选定的触发事件发生时立刻更新 MCMP 也可由软件请求更新 MCMP, 映射传送请求位 STRMCM 被置位时, 写入位域 MCMPS 的值会立刻更新 MCMP 若使用直接模式和位 STRMCM, 则 MCMP 的更新完全由软件控制 触发事件选择和同步事件选择归纳于表 18-8 和表 18-9 中 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

202 表 18-8 多通道模式触发事件选择 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) SWSEL 事件选择 ( 见寄存器 CCU6_MCMCTR) 1) 000 B 无 001 B 引脚 CCPOS6x 上的正确霍尔事件 (CM_CHE) 010 B T13 周期匹配 (T13_PM) 011 B T12 递减计数时 1- 匹配 (T12_OM) 100 B T12 递增计数时通道 1 的比较事件 (CM_61_UP; 见章节 18.5 和图 18-34) 相位延迟功能 101 B T12 递增计数时周期匹配 (T12_PM) 11x B 保留, 无操作 1) 始终可由软件控制 表 18-9 SWSYN 多通道模式触发事件同步同步事件 ( 见寄存器 CCU6_MCMCTR) 00 B 直接模式 : 触发事件直接引发映射传送 01 B T13 的 0- 匹配 10 B T12 递增计数时的 0- 匹配 11 B 保留, 无操作 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

203 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 寄存器 MODCTR 控制由定时器 T12 和 T13 产生的 PWM 序列调制相应的输出信号 此外, 多通道模式可被使能作为输出信号的附加调制源 CCU6_MODCTR 调制控制寄存器 XSFR(E8C0 H/--) 复位值 : 0000 H ECT 13O - T13MODEN MCM EN - T12MODEN rw - rw rw - rw 符号 位序号 读写类型 功能描述 ECT13O 15 rw 定时器 T13 比较输出使能 T13MODEN T12MODEN [13:8] [5:0] rw 0 信号 COUT63 强制为 0 1 信号 COUT63 根据设定输出 定时器 T13/T12 调制使能 该位域使能由 T13 或 T12 产生的 PWM 序列调制相应的比较通道 0 输出不经 T13/T12 调制 MCMEN 7 rw 多通道模式使能 1 输出由 T13/T12 的 PWM 序列调制 T13MODEN[5:0] 和 T12MODEN[5:0]( 从左至右 ) 分别对应 : COUT62,CC62,COUT61,CC61, COUT60,CC60 该位使能由多通道序列调制输出信号 (MCMP 设定的有效输出 ) 0 调制被禁止 1 调制被使能 注 : 寄存器 MCMOUT,MCMOUTS 和 MCMCTR 也控制多通道模式的操作 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

204 18.5 霍尔传感器模式 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 对于无刷直流电机, 通常使用多通道模式产生调制序列以控制电机正确工作 调制序列必须根据电机的角度位置相应产生 通常使用霍尔传感器或反电动势检测来决定转子的角度位置 CAPCOM6 的三个输入,CC6POS0 CC6POS2, 可用作霍尔传感器或反电动势检测信号的输入 电机转动位置和输出调制序列之间紧密关联 当电机转动到某个位置时, 由霍尔传感器的输入采样 ( 霍尔序列 ) 表示当前位置, 接下来必须输出预先确定的调制序列 电机类型不同, 驱动电机的调制序列有所不同 因此, 希望能够比较灵活的定义霍尔序列和相应调制序列之间的关系 CAPCOM6 通过特定的寄存器实现了该特性, 该寄存器中存放着当前实际的霍尔序列 (CURH) 下次期望的霍尔序列 (EXPH) 以及相应的输出序列 (MCMP) 当采样的霍尔序列和期望序列 (EXPH) 匹配时, 输出新的调制序列 CAPCOM6 监控霍尔输入的变化以检测电机下一次的转动相位 ( 块切换的某段, 两两导通的某个状态 ) 检测到下一个期望的霍尔序列时, 输出下一个相应的调制序列 CAPCOM6 引入霍尔输入的采样时延, 从而可 ( 在一定程度上 ) 抗噪声 此外, 霍尔序列采样和当前霍尔序列 (CURH) 进行比较, 从而可容忍短毛刺的存在 霍尔传感器模式下, 通过双寄存器结构控制霍尔和调制序列的产生 寄存器 MCMOUT 中存放着实际使用的值 ; 映射寄存器 MCMOUTS 中存放着取自预定义表的正确的霍尔和调制序列 ( 针对给定电机 ) 当检测到正确的霍尔序列变化时, 即霍尔序列采样和期望序列相匹配时, 映射寄存器的内容映射传送到寄存器 MCMOUT 中 接着用户编程将新值装入 MCMOUTS 中 从 MCMOUTS 到 MCMOUT 的映射传送也可由软件强制执行 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

205 霍尔序列比较逻辑 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 图 给出双寄存器结构和序列比较逻辑 软件将新调制序列 (MCMPS) 当前霍尔序列 (CURHS) 和期望霍尔序列 (EXPHS) 写入映射寄存器 MCMOUTS 中 寄存器 MCMOUT 中存放着实际使用的值 调制序列 MCMP 被送入输出调制控制模块 当前霍尔序列 (CURH) 和期望霍尔序列 (EXPH) 通过比较器和霍尔序列采样 ( 引脚 CC6POSx 上的 ) 进行比较 信号 HCRDY( 霍尔比较就绪 ) 控制霍尔输入采样和比较器输出评估, 下一节将对此进行详细说明 图 霍尔序列比较逻辑 当霍尔序列采样和期望序列 (EXPH) 匹配时, 产生信号 CM_CHE( 正确霍尔事件 ) 当霍尔序列采样和当前序列 (CURH) 匹配时不产生信号, 这是由输入线上的毛刺引起的跳变 ( 而非霍尔序列改变引起 ) 若霍尔序列采样既不和 EXPH 匹配 也不和 CURH 匹配, 产生信号 CM_WHE, 表明这是错误的霍尔事件 每次产生正确的霍尔事件时 (CM_CHE), 将映射寄存器 MCMOUTS 中的新霍尔序列 ( 下一个 ) 传送到 MCMOUT 中, 新的霍尔序列连同相应的输出序列 ( 取自预定义表 ) 可由软件写入 MCMOUTS 中 信号 MCM_ST 用来触发调制序列的映射传送 该信号可通过信号 CM_CHE 产生 ( 见图 18-31) 将 MCMOUTS 中的位 STRHP 置 1, 也 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

206 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 可实现映射传送 当使用相位延迟功能时 ( 由 T12 的通道 1 产生 ), 多通道模式映射传送 MCM_ST( 由位 STR 指示 ) 触发新序列载入 霍尔序列采样 跳变沿检测模块以频率 f CC6 监控霍尔传感器的输入 (CC6POSx) 检测到 ( 三个输入中 ) 任意一个输入的电平改变时, 产生输出信号 在恶劣的逆变器工作环境中, 高 di/dt( 电流变化过快 ) 会引起毛刺, 可用硬件噪声滤波器来抑制霍尔输入上的毛刺 使用死区时间计数器 DTC0 实现噪声滤波, 此时 T12 通道的模式控制位域 MSELx 必须全部设定为 1000 B 跳变沿检测模块的输出信号触发 DTC0,DTC0 被重载并开始计数, 从而产生一个时延 计数器计数至 1 时产生输出信号 DCT0_O, 该信号用作输入采样和比较评估信号 HCRDY( 见图 18-32) 该特性通过时延实现噪声滤波 大多数干扰, 如开关噪声和信号振荡, 可通过此方式消除 检测到输入信号跳变时, 延迟一段时间之后对其采样, 时延长度由 DTC0 的重载值决定 将采样序列和当前霍尔序列 (CURH) 期望霍尔序列 (EXPH) 进行比较 若采样序列和当前序列 (CURH) 匹配, 检测到的信号跳变由噪声毛刺引起 ( 延迟之后消失 ), 故不触发其它操作 若采样序列和期望序列 (EXPH) 相同, 检测到的信号跳变为正确的霍尔事件, 产生信号 CM_CHE 以触发其它操作 但是, 如果采样序列和 CURH EXPH 都不匹配, 检测到的信号跳变导致错误的霍尔序列, 则产生信号 CM_WHE 以指明该错误并触发其它适当的操作 图 为噪声滤波器的逻辑框图 图 霍尔触发器逻辑框图 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

207 用定时器 T12 模块实现无刷直流电机控制 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) CAPCOM6 提供了一种便于无刷直流电机控制的专用模式, 通过定时器 T12 模块实现 将 T12 三路通道的位域 MSELx 全部设定为 1000 B, 选择该模式 该模式下, 如图 所示, 通道 0 工作在捕获模式 ; 通道 1 和 2 工作在比较模式 图 霍尔传感器模式下的 T12 模块 该模式下, 正确霍尔事件 (CM_CHE) 控制从映射寄存器 (CC6xSR) 到实际比较寄存器 (CC6xR) 的映射传送 此外, 该信号触发捕获操作, 将 T12 的当前计数值捕获到寄存器 CC60R 中, 然后强制 T12 复位为 0000 H CM_CHE 还控制 T12 新周期值的映射传送 注 : 该模式下, 不产生映射传送信号 T12_ST 映射位, 如 PSLy, 不被传送到主寄存器 ( 实际寄存器 ) 中 只有当定时器 T12 不工作时才可设定主寄存器 此时, 映射寄存器和主寄存器均可由软件编程设定 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

208 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 图 无刷直流电机控制举例 ( 所有 MSEL6x = 1000 B) 检测到有效的 期望霍尔序列后,T12 的计数值被捕获到通道 0 中 ( 代表电机实际转速 ) 并复位 T12 当定时器计数至通道 1 的比较值时, 通过触发位域 MCMP 的映射传送 ( 若位域 SWEN 使能映射传送 ) 来切换到下个多通道状态 该触发事件可和某些条件相结合, 用来实现噪声滤波 ( 正确的霍尔事件 ) 并使下个多通道状态与调制源同步 ( 以避免输出毛刺 ) 在不使用霍尔传感器 而用反电动势检测转子位置的情况下, 通道 1 的比较功能可产生从位置传感器的输入信号到输出切换之间的相位延迟 通道 2 的比较值可用作超时触发 ( 中断 ), 指示电机的实际转速远远低于期望转速 ( 可能由异常的负载变化引起 ) 该模式下, 必须禁止由 T12 调制输出 (T12MODENx = 0) 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

209 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 定时器计数值的捕获 ( 捕获至寄存器 CC60R) 寄存器 CC61SR 到寄存器 CC61R 的映射传送 寄存器 CC62SR 到寄存器 CC62R 的映射传送 T12 周期值的映射传送 和 T12 复位事件同步进行 霍尔模式标志位 根据霍尔序列的比较操作置位相关的标志位, 以指示模块状态并触发其它操作和中断请求 霍尔序列采样和期望序列 (EXPH) 匹配时, 由信号 CM_CHE 置位寄存器 IS 中的标志位 CHE( 正确的霍尔事件 ) 也可通过软件置位寄存器 ISS 中的 SCHE 对该标志位置位 若 ( 寄存器 IEN 中的 ) 位 ENCHE 被使能,CHE 的置位信号还可向 CPU 发送中断请求 可通过置位寄存器 ISR 的 RCHE 对 CHE 清零 标志位 WHE 指示产生了错误的霍尔事件 该标志位的置位 复位以及中断请求产生方式和标志位 CHE 完全相同 标志位 STR 的实现和 CHE WHE 相同, 该标志位由映射传送信号 MCM_ST 硬件置位 ( 见图 18-31) 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

210 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 图 霍尔模式标志逻辑 请注意 : 标志位 CHE WHE 和 STR 的中断请求由相应的置位信号触发产生 这意味着, 即使标志位已经被置位, 仍可产生中断请求, 无需复位标志位以使能后续的中断请求 不过标志位 IDLE 的实现有所不同 若使能位 ENIDLE 被置位, 可由信号 CM_WHE 硬件置位 IDLE 也可通过软件置位 SIDLE 置位该标志位 只要 IDLE 被置位, 调制序列 MCMP 将被清零 强制输出为被动态 必须通过置位 RIDLE 清零标志位 IDLE, 以返回正常操作 要从 IDLE 模式彻底重启, 必须通过设定寄存器 MCMOUTS 中的位 STRMCM 和 STRHP 来触发寄存器 MCMOUTS 到 MCMOUT 的映射请求 这种方式下, 从 IDLE 模式返回正常模式的操作由软件控制, 不过可以和 PWM 信号同步 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

211 霍尔模式寄存器 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 寄存器 MCMOUTS 中存放着调制序列和霍尔序列的映射位域 以及由软件触发的映射传送控制位 相关映射传送信号被激活时, 位域 MCMPS EXPHS 和 CURHS 中的内容被传送到寄存器 MCMOUT 的对应位域中 CCU6_MCMOUTS 多通道模式输出映射寄存器 XSFR(E8CA H/--) 复位值 : 0000 H STR HP - CURHS EXPHS STR MCM - MCMPS w - rw rw w - rw 符号 位序号 读写类型 功能描述 STRHP 15 w 霍尔序列映射传送请求 置位 STRHP 引发立即更新, 位域 CURHS 和 EXPHS 中的值立刻传送到位域 CURH 和 EXPH 中 该功能支持软件触发更新 读取该位时始终返回 0 0 根据定义的硬件动作更新位域 CURH 和 EXPH 写入位域 CURHS 和 EXPHS 不会修改位域 CURH 和 EXPH 1 位域 CURH 和 EXPH 由位域 CURHS 和 EXPHS 的写入值更新 CURHS [13:11] rw 当前霍尔序列映射位域 CURHS 是位域 CURH 的映射位域 检测到正确的霍尔事件时, 该位域的内容传送到 CURH 中 EXPHS [10:8] rw 期望霍尔序列映射位域 EXPHS 是位域 EXPH 的映射位域 检测到正确的霍尔事件时, 该位域的内容传送到 EXPH 中 STRMCM 7 w MCMPS 的映射传送请求 置位 STRMCM 引发立即更新, 位域 MCMPS 的值立即传送到位域 MCMP 中 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

212 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 符号 位序号 读写类型 功能描述 该功能支持软件触发更新 读取该位时始终返回 0 0 根据定义的硬件动作更新位域 MCMP 写入位域 MCMPS 不会修改 MCMP 1 位域 MCMP 由位域 MCMPS 的写入值更新 MCMPS [5:0] rw 多通道 PWM 序列映射位域 MCMPS 是位域 MCMP 的映射位域 根据寄存器 MCMCTR 定义的传送条件触发多通道映射传送 寄存器 MCMOUT 中存放着当前使用的调制序列和霍尔序列 CCU6_MCMOUT 多通道模式输出寄存器 XSFR(E8CC H/--) 复位值 : 0000 H CURH EXPH - R MCMP - - rh rh - rh rh 符号 位序号 读写类型 功能描述 CURH 1) [13:11] rh 当前的霍尔序列 EXPH 1) [10:8] rh 期望的霍尔序列 CURH 的值通过映射传送从位域 CURHS 中获取 每次检测到霍尔传感器的输入引脚 CC6POSx 发生跳变后, 将位域 CURH 和霍尔序列采样进行比较 若两序列匹配, 则所检测的跳变沿无效 ( 如, 由毛刺引起 ) 若序列采样和 CURH 或 EXPH 都不匹配, 则置位错误霍尔事件信号, 触发其它相关操作 EXPH 的值通过映射传送从位域 EXPHS 中获取 每次检测到霍尔传感器的输入引脚 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

213 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 符号 位序号 读写类型 功能描述 CC6POSx 发生跳变后, 将位域 EXPH 和霍尔序列采样进行比较 若两序列匹配, 置位可触发其它操作的正确的霍尔事件信号 R 6 rh 提示标志 该标志表明选定的触发源已请求位域 MCMPS 到 MCMP 的映射传送 MCMEN = 0 且发生映射传送时, 该位被清零 0 未请求映射传送 MCMP 2) [5:0] rh 多通道调制序列 1 已产生从 MCMPS 到 MCMP 的映射传送请求, 但映射传送还未执行 MCMP 中存放着多通道模式的输出调制序列, 可将相应的输出设置为被动态 MCMP 的值从位域 MCMPS 映射传送到 MCMP 中 0 输出设定为被动态 1 可输出 T12 或 T13 产生的 PWM 信号 ( 根据寄存器 MODCTR) MCMP[5:0]( 从左至右 ) 分别对应 : COUT62 CC62 COUT61 CC61 COUT60 CC60 1) 位域 EXPH 和 CURH 中的各位和输入引脚 CCPOSx (x = 0,1, 2) 上的霍尔序列对应关系如下 : (EXPH.2,EXPH.1,EXPH.0),(CURH.2,CURH.1,CURH.0),(CCPOS2,CCPOS1, CCPOS0) 2) 位 IS.IDLE = 1 时, 位域 MCMP 被清零 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

214 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 寄存器 MCMCTR 中存放着多通道模式的控制位, 控制输出调制序列 CCU6_MCMCTR 多通道模式控制寄存器 XSFR(E8CE H/--) 复位值 : 0000 H SWSYN - SWSEL rw - rw 符号 位序号 读写类型 功能描述 SWSYN [5:4] rw 切换同步 SWSEL [2:0] rw 切换选择 若 SWSEL 选定的事件已请求映射传送 ( 标志 R 置位 ), 位域 SWSYN 触发从 MCMPS 到 MCMP 的映射传送 该特性可使输出和调制源 (T12 或 T13) 同步 见表 18-9 SWSEL 选择从 MCMPS 到 MCMP 映射传送的请求源 ( 下一次的多通道事件 ) 映射传送和 SWSYN 选定的事件同步发生 见表 18-8 注 : 只有位 MCMEN = 1 时, 才能使能由硬件产生映射传送请求 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

215 18.6 强制中断处理 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 强制中断功能使 PWM 输出能够响应输入引脚 CTRAP 的变化 如果强制中断输入有效, 则相应输出截止, 从而关闭功率器件 ( 如, 用于实现紧急停止 ) 强制中断标志 TRPF 监控强制中断输入的变化并启动进入强制中断状态 该标志也可由软件置位 强制中断状态位 TRPS 决定输出结果并控制强制中断状态的退出 检测到强制中断条件时, 强制中断标志 TRPF 和强制中断状态位 TRPS 均被置 1, 立即进入强制中断状态 TRPS 的输出送入输出调制模块, 从而可使输出无效 ( 输出设置为被动态 ) CAPCOM6 单元分别为 T12 的各路输出和 T13 的单路输出提供了对应的强制中断使能控制位, 以便适用于不同的应用需求 ( 请参阅章节 18.7) 有多种退出强制中断状态的方式, 可编程选择针对给定应用的最佳方式 退出强制中断状态的方式有 : 强制中断条件撤销后立即退出 软件控制退出 或者使退出和 ( 由定时器 T12 或 T13 产生的 )PWM 信号同步 图 给出强制中断功能的逻辑框图 输入 CTRAP 有效时, 置位寄存器 IS 中的强制中断标志 TRPF 和强制中断状态位 TRPS 也可通过软件置位 STRPF 来置位标志 位 TRPF 强制中断状态位 TRPS 也可由其置位 / 复位控制模块设定 只要引脚 CTRAP = 0,TRPF 和 TRPS 保持置位, 不能被清零 ( 假设 TRPPEN = 1) 图 强制中断逻辑框图 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

216 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 模式控制位 TRPM2( 位于强制中断控制寄存器 TRPCTR 中 ) 控制 TRPF 复位 若 TRPM2 = 0, CTRAP 返回无效电平时 ( CTRAP = 1)TRPF 由硬件自动清零 ; 若 TRPM2 = 1, CTRAP 变为无效之后,TRPF 必须由软件复位 模式控制位 TRPM1 和 TRPM0( 位于强制中断控制寄存器 TRPCTR 中 ) 控制 TRPS 复位 TRPS 复位将退出强制中断状态 返回正常操作 有三种方式复位 TRPS, 分别由 TRPM1 和 TRPM0 控制选择 : 一种方式为当强制中断标志 TRPF 被清零后, 立即退出强制中断状态, 不和定时器 T12 或 T13 同步 ; 另两种方式使退出强制中断状态分别和定时器 T12 或 T13 的计数周期同步 图 给出相关操作 图 强制中断状态同步 (TRPM2 ( = 0) 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

217 强制中断处理寄存器 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 寄存器 TRPCTR 控制强制中断功能 TRPCTR 中存放着各路输出信号的强制中断使能控制位 以及发生强制中断时的操作选择控制位 CCU6_TRPCTR 强制中断控制寄存器 XSFR(E8C2 H/--) 复位值 : 0000 H TRP PEN TRP EN13 TRPEN TRP M2 TRP M1 TRP M0 rw rw rw rw rw rw 符号 位序号 读写类型 功能描述 TRPPEN 15 rw 强制中断输入引脚使能控制 0 强制中断输入引脚 CTRAP 被禁止 可软件置位 TRPF 产生强制中断 1 强制中断输入引脚 CTRAP 被使能 强制中断既可通过软件置位 TRPF 产生, 也 可由 CTRAP = 0 硬件触发 TRPEN13 14 rw T13 输出的强制中断使能控制 使能 T13 的输出信号 CC63 的强制中断功能 0 强制中断功能被禁止 T13 的输出和状态位 TRPS 无关 1 强制中断功能被使能 位 TRPS = 1 时,T13 的输出被设置为被动态 TRPEN [13:8] rw T12 输出的强制中断使能控制 使能 T12 的输出信号 CC6x 和 COUT6x 的强制中断功能 0 强制中断功能被禁止 T12 的输出和状态位 TRPS 无关 1 强制中断功能被使能 位 TRPS = 1 时,T12 的输出被设置为被动态 TRPEN[5:0]( 从左至右 ) 分别对应 : COUT62 CC62 COUT61 CC61 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

218 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 符号 位序号 读写类型 功能描述 COUT60 CC60 TRPM2 2 rw 强制中断模式控制位 2 TRPM1 TRPM0 TRPM2 控制选择由硬件还是软件控制退出强制中断状态 0 由硬件控制退出强制中断状态 输入引 脚 CTRAP 变为无效 ( CTRAP = 1) 时, 位 TRPF 由硬件自动清零 1 由软件控制退出强制中断状态 输入引 脚 CTRAP 变为无效后 ( CTRAP = 1), 必须由软件复位 TRPF [1:0] rw 强制中断模式控制位 1,0 这两位控制如何退出强制中断状态 强制中断标志 TRPF 被复位后, 选择以下方式复位强制中断状态位 TRPS 退出强制中断状态 : 00 和 T12 同步 :T12 0- 匹配 (T12_ZM) 时复位 TRPS 退出强制中断状态 01 和 T13 同步 :T13 0- 匹配 (T13_ZM) 时复位 TRPS 退出强制中断状态 10 保留, 无操作 11 不和 T12 或 T13 同步 : 强制中断标志 TRPF 被复位后, 立即复位 TRPS 退出强制中断状态 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

219 18.7 输出调制控制 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 数据最后送入输出调制控制逻辑模块 该模块将所有的调制源逻辑组合, 以控制输出引脚的实际电平 下面将分别讨论六路 T12 的相关输出 (CC6x,COUT6x) 和 T13 的相关输出 CC63 图 所示为控制 T12 相关输出的六个控制模块和多个控制信号 每个控制模块的输入为四路调制信号及对应的使能控制信号 三个状态位 CC6xST 的输出经过状态选择逻辑产生调制信号 CC6x_O 和 COUT6x_O( 见图 18-15) 信号 MCMPy 对应多通道模式寄存器 MCMOUT 的六路输出 ( 见图 18-31) 状态位 CC63_ST 的输出经过状态选择逻辑产生信号 CC63_O( 见图 18-30), 该信号送入所有 6 个调制控制模块 强制中断状态位对应的输出信号 TRPS 也送入所有 6 个调制控制模块中 ( 见图 18-37) 每个调制控制模块的输入信号 CC6x_O/COUT6x_O,CC63_O 和 TRPS 分别对应有各自的使能控制信号 ; 所有输入信号 MCMPy 只对应有一个通用使能控制信号 MCMEN 每个调制控制模块的输出和一个电平选择模块相连, 该模块根据输出线的状态, 决定引脚的实际输出电平 图 为单个调制和电平选择模块详细的逻辑框图 该模块将不同的控制信号逻辑组合 使得只有被使能的信号才可最终影响输出线 MCL_OUT 若某个调制信号 CC6x_O/COUT6x_O,CC63_O, 或 MCMPx 被使能且处于被动态, 则输出 MCL_OUT 也处于被动态, 和其它使能信号的状态无关 ; 只有当所有使能信号均处于主动态, 输出 MCL_OUT 才是主动态 若强制中断状态有效 (TRPS = 1), 所有强制中断被使能 (TRPENy = 1) 的输出被设置为被动态 可根据调制控制模块的输出 MCL_OUT, 由被动态选择控制位 PSLy 选择输出引脚的实际电平 当 MCL_OUT 处于被动态,PSLy 指定的电平即为输出的实际电平 ; 当 MCL_OUT 处于主动态,PSLy 的反相电平为输出的实际电平 控制位 PSLy 对应有映射寄存器, 从而在更新 PSLy 时避免了输出线上多余的脉冲 T12 的映射传送信号 (T12_ST) 触发 PSLy 更新 读操作读取实际使用值 ; 写操作写入映射位 CAPCOM6 单元提供了 PSL 以及( 和产生 PWM 信号相关的 ) 其它数值的映射寄存器, 便于用户编程同步更新所有相关参数 ( 请参阅章节 18.8) 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

220 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 图 输出调制总览 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

221 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 图 定时器 T12 的输出调制 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

222 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 图 定时器 T13 的输出调制 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

223 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 寄存器 PSLR 定义了模块输出引脚驱动的被动态电平 输出端口处于被动态时, 引脚驱动的电平为被动态电平 输出端口处于主动态时, 引脚驱动的电平为主动态电平, 该电平和被动态电平反相 被动态电平可使输出电平和所连接的功率器件的驱动极性 ( 反相或不反相 ) 相匹配 CCU6_PSLR 被动态电平寄存器 XSFR(E8C4 H/--) 复位值 : 0000 H PSL 63 - PSL rwh - rwh 符号 位序号 读写类型 功能描述 PSL63 7 rwh T13 输出 COUT63 的被动态电平控制 该位域决定输出引脚 COUT63 的被动态电平 0 被动态电平为 0 1 被动态电平为 1 PSL [5:0] rwh T12 输出的被动态电平控制 该位域决定模块输出为被动态时所驱动的被动态电平 0 被动态电平为 0 1 被动态电平为 1 PSL[5:0]( 从左至右 ) 分别对应 : COUT62 CC62 COUT61 CC61 COUT60 CC60 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

224 18.8 映射寄存器传送控制 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 图 和图 概括了映射寄存器的结构和映射传送信号, 以及对不同寄存器的读写访问 CAPCOM6 单元采用映射寄存器结构, 用于存储同一个 PWM 周期的参数, 便于用户同步更新所有和 PWM 周期信号产生相关的参数 新 PWM 周期可用一组新参数产生 图 T12 映射寄存器和传送信号总览 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

225 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 图 T13 映射寄存器和传送信号总览 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

226 18.9 中断产生 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 中断结构如图 所示 硬件中断事件 或软件置位 ( 寄存器 ISS 中的 ) 相关中断置位位可触发中断产生 中断脉冲的产生和寄存器 IS 中的中断标志无关 对寄存器 ISR 中的相关位置位可软件复位中断标志 若寄存器 IEN 中的某中断使能位被置位, 可在某中断输出线上 (CAPCOM6 单元共有四条中断线 I0 I3) 产生中断脉冲 若多个中断源和同一个中断节点指针 ( 位于寄存器 INP 中 ) 相连, 各中断请求合并为一条公共的中断请求输出线 图 中断结构总览 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

227 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 图 中断内部结构 中断寄存器 寄存器 IS 中存放着各中断请求和状态位 IS 为只读寄存器, 写操作不会改变该寄存器的值 置位寄存器 ISS 或寄存器 ISR 可分别置位或复位寄存器 IS 中的对应位 CCU6_IS 中断状态寄存器 XSFR(E8D0 H/--) 复位值 : 0000 H IDLE WHE CHE TRP S TRP F T13 PM T13 CM T12 PM T12 OM ICC 62F ICC 62R ICC 61F ICC 61R ICC 60F ICC 60R - rh rh rh rh rh rh rh rh rh rh rh rh rh rh rh 符号 位序号 读写类型 功能描述 IDLE 14 rh 空闲状态标志位 若空闲状态被使能 (ENIDLE = 1), 位 WHE 置位时 ( 发生错误的霍尔事件 ), IDLE 被置位, 该位必须由软件清零 0 无操作 1 位域 MCMP 被清零, 选定的输出被设 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

228 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 符号 位序号 读写类型 功能描述 置为被动态 WHE 13 rh 错误霍尔事件标志位 0 还未检测到错误霍尔序列 1 已检测到错误霍尔序列 ( 非期望序列 ) CHE 12 rh 正确霍尔事件标志位 0 还未检测到正确 ( 期望的 ) 霍尔序列 1 已检测到期望的霍尔序列 TRPS 1) 11 rh 强制中断状态位 0 未处于强制中断状态 1 处于强制中断状态 位 TRPF = 1 时置位 TRPS 根据寄存器 TRPCTR 中选定的模式复位 TRPS TRPF 10 rh 强制中断标志位 若 TRPPEN = 1 且 CTRAP = 0, 硬件置位强制中断标志 TRPF, 该标志位也可由软件 置位 若 TRPM2 = 0, 输入 CTRAP 失效时, 硬件复位 TRPF(TRPPEN = 1); 若 TRPM2 = 1, 必须由软件复位 TRPF 以退出强制中断状态 0 还未发生强制中断 1 已发生强制中断 ( CTRAP = 0 或由软件控制 ) T13PM 9 rh 定时器 T13 周期匹配标志位 0 还未发生 T13 周期匹配 1 已发生 T13 周期匹配 T13CM 8 rh 定时器 T13 比较匹配标志位 0 还未发生 T13 比较匹配 1 已发生 T13 比较匹配 T12PM 7 rh 定时器 T12 周期匹配标志位 0 还未发生 T12 周期匹配 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

229 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 符号 位序号 读写类型 功能描述 1 T12( 递增计数时 ) 已发生周期匹配 T12OM 6 rh 定时器 T12 1- 匹配标志位 ICC62F ICC61F ICC60F ICC62R ICC61R ICC60R rh rh 1) 强制中断状态下, 选定的输出被设置为被动态 0 还未发生 T12 1- 匹配 1 T12( 递减计数时 ) 已发生 1- 匹配 捕获, 比较匹配下降沿标志位 比较模式下,T12 递减计数时检测到比较匹配 ; 捕获模式下, 检测到输入 CC6x(x = 0,1,2) 发生下降沿跳变 0 上述事件还未发生 1 上述事件已发生 捕获, 比较匹配上升沿标志位 比较模式下,T12 递增计数时检测到比较匹配 ; 捕获模式下, 检测到输入 CC6x(x = 0,1,2) 发生上升沿跳变 0 上述事件还未发生 1 上述事件已发生 注 : 并非寄存器 IS 中所有位均可产生中断, 寄存器 IS 中还包含状态位, 这些状态位的置位和复位操作和其它标志位相似 注 : 比较模式 ( 及霍尔模式 ) 下, 只有在定时器运行 (TxR = 1) 时才能产生和定时器相关的中断 捕获模式下, 即使定时器 T12 不工作也会产生捕获中断 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

230 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 只写寄存器 ISS 和 ISR 中的各位分别对应寄存器 IS 中的各中断和状态标志 ( 位 11 除外 ) 置位 ISS 或 ISR, 可分别置位或清零相关标志 读取这些控制位始终返回 0 寄存器 ISS 中的某位置 1, 将置位寄存器 IS 中对应标志, 并可能触发中断请求 ( 若该中断被使能并且相应功能可用 ) 寄存器 ISR 中的某位置 1, 将复位寄存器 IS 中对应的标志 CCU6_ISS 中断状态置位寄存器 XSFR(E8D2 H/--) 复位值 : 0000 H S IDLE S WHE S CHE - S TRP F S T13 PM S T13 CM S T12 PM S T12 OM S CC 62F S CC 62R S CC 61F S CC 61R S CC 60F S CC 60R - w w w - w w w w w w w w w w w 符号 位序号 读写类型 功能描述 1) SIDLE 14 w 置位 IDLE 标志位 SWHE 13 w 置位错误霍尔事件标志位 SCHE 12 w 置位正确霍尔事件标志位 STRPF 10 w 置位强制中断标志位 ST13PM 9 w 置位定时器 T13 周期匹配标志位 ST13CM 8 w 置位定时器 T13 比较匹配标志位 ST12PM 7 w 置位定时器 T12 周期匹配标志位 ST12OM 6 w 置位定时器 T12 1- 匹配标志位 SCC62F 5 w 置位捕获, 比较匹配下降沿标志位 SCC61F SCC60F 3 1 SCC62R SCC61R SCC60R w 置位捕获, 比较匹配上升沿标志位 1) 对这些控制位写 1 将置位对应的标志, 写 0 无效 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

231 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) CCU6_ISR 中断状态复位寄存器 XSFR(E8D4 H/--) 复位值 : 0000 H R IDLE R WHE R CHE - R TRP F R T13 PM R T13 CM R T12 PM R T12 OM R CC 62F R CC 62R R CC 61F R CC 61R R CC 60F R CC 60R - w w w - w w w w w w w w w w w 符号 位序号 读写类型 功能描述 1) RIDLE 14 w 复位 IDLE 标志位 RWHE 13 w 复位错误霍尔事件标志位 RCHE 12 w 复位正确霍尔事件标志位 RTRPF 10 w 复位强制中断标志位 RT13PM 9 w 复位定时器 T13 周期匹配标志位 RT13CM 8 w 复位定时器 T13 比较匹配标志位 RT12PM 7 w 复位定时器 T12 周期匹配标志位 RT12OM 6 w 复位定时器 T12 1- 匹配标志位 RCC62F RCC61F RCC60F RCC62R RCC61R RCC60R ) 对这些控制位写 1 将清零对应的标志, 写 0 无效 w w 复位捕获, 比较匹配下降沿标志位 复位捕获, 比较匹配上升沿标志位 注 : 可通过以下方式置位寄存器 ISS 或 ISR 中的置位 / 清零位 : 位操作 ( 如 BSET) 逻辑操作 ( 如 OR) 或 MOV 单指令 ( 如通过 PEC 执行 ) 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

232 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 寄存器 IEN 中存放着中断使能位和一个特殊控制位, 发生错误霍尔序列时该控制位使能自动转入空闲状态 置位寄存器中某位将使能对应的中断请求 ( 或定义的其它功能 ), 清零寄存器中某位将禁止对应的中断请求 ( 或定义的其它功能 ) CCU6_IEN 中断使能寄存器 XSFR(E8D8 H/--) 复位值 : 0000 H EN IDLE EN WHE EN CHE - EN TRPF EN T13 PM EN T13 CM EN T12 PM EN T12 OM EN CC 62F EN CC 62R EN CC 61F EN CC 61R EN CC 60F EN CC 60R - rw rw rw - rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw 符号 位序号 读写类型 功能描述 ENIDLE 14 rw 使能 IDLE 标志置位功能 ENWHE 13 rw 使能错误霍尔事件中断 ENCHE 12 rw 使能正确霍尔事件中断 ENTRPF 10 rw 使能强制中断标志中断 ENT13PM 9 rw 使能定时器 T13 周期匹配中断 ENT13CM 8 rw 使能定时器 T13 比较匹配中断 ENT12PM 7 rw 使能定时器 T12 周期匹配中断 ENT12OM 6 rw 使能定时器 T12 1- 匹配中断 ENCC62F 5 rw 使能捕获, 比较匹配下降沿中断 ENCC61F ENCC60F 3 1 ENCC62R ENCC61R ENCC60R rw 使能捕获, 比较匹配上升沿中断 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

233 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 通过设置中断节点指针寄存器 CCU6_INP, 将 CAPCOM6 模块的多个中断源映射到 4 个中断节点上 中断节点指针的位域编码 ( 中断节点指针和中断输出线的对应关系 ) 见表 CCU6_INP 中断节点指针寄存器 XSFR(E8D6 H/--) 复位值 : 3940 H INPT13 INPT12 INPERR INPCHE INPCC62 INPCC61 INPCC rw rw rw rw rw rw rw 符号 位序号 读写类型 功能描述 INPT13 [13:12] rw 定时器 T13 中断的中断节点指针 该位域选择中断请求源 T13CM 和 / 或 T13PM 所激活的中断输出线 INPT12 [11:10] rw 定时器 T12 中断的中断节点指针 该位域选择中断请求源 T12OM 和 / 或 T12PM 所激活的中断输出线 INPERR [9:8] rw 错误中断的中断节点指针 该位域选择中断请求源 TRPF 和 / 或 WHE 所激活的中断输出线 INPCHE [7:6] rw CHE 中断的中断节点指针 INPCC62 INPCC61 INPCC60 [5:4] [3:2] [1:0] rw 该位域选择中断请求源 CHE 和 / 或 STR 所激活的中断输出线 通道 x 中断的中断节点指针 该位域选择中断请求源 CC6xR 和 / 或 CC6xF 所激活的中断输出线 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

234 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 表 中断节点指针位域编码 位域 INPxx 被激活的中断输出线 00 B I0 01 B I1 10 B I2 11 B I3 中断请求源到中断节点的缺省映射方式 中断源对应的控制寄存器列于表 中 所有中断控制寄存器的结构相同 寄存器基本结构如下所示, 表 中列出相关的寄存器地址 CCU6_xIC CAPCOM6 中断控制寄存器 ESFR( 表 18-11) 复位值 : H GPX CCy IR CCy IE ILVL GLVL rw rwh rw rw rw 注 : 控制位域的具体解释请参阅中断控制寄存器的描述 表 CAPCOM6 缺省中断节点寄存器分配 中断源 中断请求线 中断控制寄存器 寄存器地址 通道 0 中断 I0 CCU6_IC F140 H 通道 1 中断 I0 通道 2 中断 I0 正确霍尔序列中断 I1 CCU6_EIC F188 H 紧急事件中断 I1 定时器 T12 中断 I2 CCU6_T12IC F190 H 定时器 T13 中断 I3 CCU6_T13IC F198 H 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

235 18.10 暂停模式 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 暂停模式下, 模块时钟 f CC6 停止, CPU 仍可访问寄存器 ( 只读 ) 该模式可用于调试, 如, 冻结 当前的器件状态以获取某些内部值 暂停模式下, 定时器 T12 和 T13 停止工作 暂停模式不会影响寄存器, 也就是说, 进入或退出暂停模式时, 硬件不会修改寄存器的内容 软件也无需干预 暂停模式下, 可由读指令访问所有寄存器以进行调试 进入暂停模式的条件为 : 暂停模式被请求并被使能 并且模块已进入安全 确定的状态 ( 类似单次模式下定时器停止工作的条件 ) 当模块输出与功率逆变器相连时, 该模式可避免出现危急状况 暂停状态不会直接影响输出信号 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0

236 18.11 CAPCOM6 单元接口 CAPCOM6 单元以不同的方式和周围资源接口 捕获 / 比较单元 6(CAPCOM6) 内部连接 CAPCOM6 单元的 4 条中断请求线送至中断控制模块 定时器 T13 的周期匹配信号 (T13_PM) 和 ADC 模块相连, 用作插入转换的触发源 外部连接 CAPCOM6 单元的信号和 的输入 / 输出端口相连 这些端口可提供来自外部系统的捕获触发信号 将比较输出信号送至外部电路, 或者接受控制输入信号 图 CAPCOM6 单元接口 用户手册 V 1.2, CAPCOM6_X, V 2.0