2019年01月26日 | STC12系列单片机PCA模块应用

 STC12C5系列单片机属于增强性单片机，有多强呢？带有SPI接口，PCA模块，定时器输出，16K+的片上ROM，越来越妖孽了！前面见识了定时器输出功能，现在来领教一下STC12C5A60S单片机的PCA捕捉比较模块，后面有心情再看看SPI模块。

按我个人理解捕捉比较的意思应该是捕捉外部引脚上的跳变，与预设的值比较，然后做相应的动作。下文按这个理解展开。老规矩，寄存器功能介绍省略了，懒得抄手册了。

虽然说寄存器设置的说明不介绍，不过表格还是得给一张，这样条理比较清晰，如下：

1)PCA模块PWM的应用，感觉设置寄存器最少的一个：

PWM(脉宽调制，改变输出方波的占空比)估计拥有最广泛的应用空间(恕我眼见浅)，据说常有人用PWM做心跳灯向妹子表白，不知道有没有成功；还有改变直流电机的输出转速。。。 

怎么理解PWM这个功能呢？刚去了趟WC突然想到了：在一个有0xFF个刻度的跑表上，CH是秒表，CCAPnH是表面上的一个绊脚石，当CH遇到绊脚石，直接给跪了，一直跪到下一轮0x00，继续站起来行走。如果CCAPnH没被移动，CH还在同一个地方周而复始的摔倒（人说不要再同一个地方摔倒）。然后计算从0x00-0xFF这段时间里，CH站着走路占了这段时间的百分之几，给跪占了剩下的多少（路遇倒地不扶也就算了还做应用题）！

#include

enum sState

{

    sInit=0,sPca,sClk,sPwm,sClkOut,

};

#define CCF1_INT 0x02

#define CCF0_INT 0x01

#define ResetPCA() \

do{ \

    CCON = 0; \

    CL = 0; \

    CH = 0; \

    CMOD = 0x00; \

    CCAPM0 = 0x00; \

    CCAPM1 = 0x00; \

}while(0); \

#define StartPCA() \

do{ \

    CR = 1; \

}while(0); \

#define StopPCA() \

do{ \

    CR = 0; \

}while(0); \

#define SetModnCmp(n) \

do{ \ 

    CCAPM##n |= PCA0_ECOM; \

    CCAPM##n |= PCA0_MAT; \    

}while(0); \

#define SetModnTog(n) \

do{ \

    CCAPM##n |= PCA0_TOG; \

}while(0); \

#define SetCapnMod(n,mod) \

do{ \

    CCAPM##n |= mod; \

}while(0); \

#define SetCCAPn(n,hi,lo) \

do{ \

    CCAP##n##H = hi; \

    CCAP##n##L = lo; \    

}while(0); \

//ECCFn 使能CCFn中断。使能寄存器CCON的比较/捕获标志CCFn，用来产生中断。

#define EnPcaModnInt(n) \

do{ \

    CCAPM##n |= PCA0_ECCF; \    

}while(0); \

//PCA0_ECOM 允许比较器功能控制位

//PCA0_PWM 脉宽调制模式。当PWMn=1时，CEXn脚用作脉宽调制输出

#define SetPwmMod(n) \

do{ \

    CCAPM##n |= PCA0_ECOM|PCA0_PWM; \    

}while(0); \

unsigned int CCAPnHVal = 0x80,CCAPnLVal = 0x80; 

void delay()

{

    int i=0,j=0;

    for(i=0;i<1000;i++)

    {

        for(j=0;j<110;j++);

    }

}

int main()

{

    unsigned char sState = sInit;

    ResetPCA();

    //pwm有比较功能 但没用到匹配...真特立独行

    //只要设置CCAPMn的PWM位和比较位

    SetPwmMod(0);

    //设置占空比，有点类似定时器Mod2，TH自动装载到TL

    //此处是CCAPnH自动装载到CCAPnL(8位)；CH装载到CL(8位)

    //CH-CL低于    CCAPnH-CCAPnL输出0，其他输出1

    while(1)

    {

        StopPCA();

        SetCCAPn(0,CCAPnHVal,CCAPnLVal);

        if(CCAPnHVal == 0xF0)

            CCAPnLVal = CCAPnHVal = 0x00;

        else

            CCAPnLVal = CCAPnHVal = CCAPnLVal+0x10;

        //启动pca模块

        StartPCA();

        delay();

    }

}

PWM0的输出引脚是P1.3在我的开发板上正好连了一个红色LED，忽明忽亮的，眼都刺瞎了！用示波器测试时的确输出可变的波形。（无图无真相随我BB）

本来想用中断控制pwm占空比，不过没成功，没法调试好麻烦，只能用这种粗线条的延时了。

2) 在看PCA捕捉功能之前，先看下51MCU的计数器功能，PCA的捕捉功能应该是加强版计数器：

2a) 51的定时器对系统时钟计数，计满诺干个时钟脉冲后，产生溢出；计数器对外部输入信号计数，计满诺干负跳变后，产生溢出。传说，计算流水线上的工件数会用到计数器功能。想象一下点钞机里的票票经过光感时，使计数器不断的加一，想想是不是有点小激动？醒醒了，拿钱不是自己的。还是看下面的代码了

#include

#define MakeByte(target, Hi,Lo) \  

do{ \  

    target |= (((Hi)<<4)|(Lo)); \   

}while(0); \  

#define SetTH(n,val) \  

do{ \  

    TH##n = val; \  

}while(0); \  

#define SetTL(n,val)  \  

do{ \  

    TL##n = val; \  

}while(0); \  

#define EnableET(n) \  

do{ \  

    ET##n = 0x01; \  

    IE |= 0x80; \  

}while(0); \

#define StartClk(val) \

do{ \

TCON |= val; \

}while(0); \

sbit P10=P1^0;

int main()

{

//T0工作在方式2 计数器模式

MakeByte(TMOD,0x00,0x06);

SetTH(0,0xFF);

SetTL(0,0xFF);

EnableET(0);

//启动定时器

StartClk(0x10);

while(1);

}  

void IsrT0() interrupt 1 

{

    //TH自动装入0xFF，再计满一个负跳变又能进入isr

    P10 = ~P10;

}

程序对P3.4引脚采样，遇到负跳变计数器加1，因为设置计数溢出是0xFF，因此只要有负跳变就产生中断，对P1.0引脚取反。因为文章是关于PCA的，所以不能安排MCU计数器模块抢了镜头~

蓝色波形是信号发生器的输出，黄色波形是P1.0的输出。因为2个负跳变产生一个完整的波形，因此P1.0方波周期正好对应2个信号发生器的周期。

2b) 回到文章的主角PCA模块，当PCA模块工作在捕获模式时，对外部输入CEXn(P13/P14)的跳变进行采样。当采样到有效跳变时，PCA硬件将PCA计数器阵列寄存器（CH和CL）的值装载到捕获寄存器（CCAPnH和CCAPnL）中。如果CCON中的CCFn位和CCAPMn中的ECCFn位被置位，将产生中断。

#include

enum sState

{

sInit=0,sPca,sClk,sPwm,sClkOut,

};

#define CCF1_INT 0x02

#define CCF0_INT 0x01

#define ResetPCA() \

do{ \

CCON = 0; \

CL = 0; \

CH = 0; \

CMOD = 0x00; \

CCAPM0 = 0x00; \

CCAPM1 = 0x00; \

}while(0); \

#define StartPCA() \

do{ \

CR = 1; \

}while(0); \

#define StopPCA() \

do{ \

CR = 0; \

}while(0); \

#define SetModnCmp(n) \

do{ \ 

CCAPM##n |= PCA0_ECOM; \

CCAPM##n |= PCA0_MAT; \

}while(0); \

#define SetModnTog(n) \

do{ \

CCAPM##n |= PCA0_TOG; \

}while(0); \

#define SetCapnMod(n,mod) \

do{ \

CCAPM##n |= mod; \

}while(0); \

#define SetCCAPn(n,hi,lo) \

do{ \

CCAP##n##H = hi; \

CCAP##n##L = lo; \

}while(0); \

//ECCFn 使能CCFn中断。使能寄存器CCON的比较/捕获标志CCFn，用来产生中断。

#define EnPcaModnInt(n) \

do{ \

CCAPM##n |= PCA0_ECCF; \

}while(0); \

//PCA0_ECOM 允许比较器功能控制位

//PCA0_PWM 脉宽调制模式。当PWMn=1时，CEXn脚用作脉宽调制输出

#define SetPwmMod(n) \

do{ \

CCAPM##n |= PCA0_ECOM|PCA0_PWM; \

}while(0); \

//当PCA模块工作在捕获模式时，对外部输入CEXn的跳变进行采样。

//当采样到有效跳变时，PCA硬件将PCA计数器阵列寄存器（CH和CL）的值装载到捕获寄存器（CCAPnH和CCAPnL）中。

//如果CCON中的CCFn位和CCAPMn中的ECCFn位被置位，将产生中断。

//当P1.3出现下降沿时产生中断 对P1.5取反

void delay()

{

    int i=0,j=0;

    for(i=0;i<200;i++)

    {

        for(j=0;j<110;j++);

    }

}

int main()

{

unsigned char sState = sInit;

ResetPCA();

EA = 1;

//捕捉模式，捕捉到跳变沿时触发中断

//CH-CL不用与CCAPnH-CCAPnL比较，因此不用使能ECOMn

//也不需要设置PCA计数器阵列寄存器（CH和CL）以及捕获寄存器（CCAPnH和CCAPnL）

SetCapnMod(0,PCA0_CAPN);

//开启PCA中断

EnPcaModnInt(0);

//启动pca模块

StartPCA();

while(1)

{

P12 = ~P12;

delay();

}

}

void PCA_ISR(void) interrupt 7

{

switch(CCON&0x03)

{

//模块0触发中断

case CCF0_INT:

//清除模块中断标志位

CCON &= (0x00<

P15 = ~P15;

break;

//模块1触发中断

case CCF1_INT:

CCON &= (0x00<

break;

default:

break;

}

}

程序烧写到MCU后，用跳线帽连接P12和P13，使得P13对P12的输出经行采样。下面是示波器的输出：

蓝色波形是P12引脚的输出，黄色波形是P15引脚的输出。图中（我的低端示波器）可以很明显的看出P13上采样到一个负跳表，P15发生一次翻转。

这个功能跟计数器每次计满一个脉冲就触发中断类似，不过感觉没有计数器那么灵活，它可以计数256个跳变，不过PCA捕捉可以同时捕捉双边沿，可用于脉宽测量；

STC MCU PCA模块还有其他功能，不过感觉有点无聊，就不一一展示了，不过代码还是要贴上来已做备忘：

#include

enum sState

{

sInit=0,sPca,sClk,sPwm,sClkOut,

};

#define CCF1_INT 0x02

#define CCF0_INT 0x01

#define ResetPCA() \

do{ \

CCON = 0; \

CL = 0; \

CH = 0; \

CMOD = 0x00; \

CCAPM0 = 0x00; \

CCAPM1 = 0x00; \

}while(0); \

#define StartPCA() \

do{ \

CR = 1; \

}while(0); \

#define SetModnCmp(n) \

do{ \ 

CCAPM##n |= PCA0_ECOM; \

CCAPM##n |= PCA0_MAT; \

}while(0); \

#define SetModnTog(n) \

do{ \

CCAPM##n |= PCA0_TOG; \

}while(0); \

#define SetCapnMod(n,mod) \

do{ \

CCAPM##n |= mod; \

}while(0); \

#define SetCCAPn(n,hi,lo) \

do{ \

CCAP##n##H = hi; \

CCAP##n##L = lo; \

}while(0); \

//

#define EnPcaModnInt(n) \

do{ \

CCAPM##n |= PCA0_ECCF; \

}while(0); \

#define SetPwmMod(n) \

do{ \

CCAPM##n |= PCA0_ECOM|PCA0_PWM; \

}while(0); \

int main()

{

unsigned char sState = sInit;

ResetPCA();

EA = 1;

while(1)

{

switch(sState)

{

case sInit:

//输入提示

break;

default: 

sState = sInit;

break;

case sPca:

ResetPCA();

//捕捉模式，捕捉到跳变沿时触发中断

//CH-CL不用与CCAPnH-CCAPnL比较，因此不用使能ECOMn

//也不需要设置PCA计数器阵列寄存器（CH和CL）以及捕获寄存器（CCAPnH和CCAPnL）

SetCapnMod(0,PCA0_CAPN|PCA0_CAPP);

//开启PCA中断

EnPcaModnInt(0);

sState = sInit;

break;

case sClk:

                        //软件定时器功能

                        ResetPCA();

//定时器功能

//CH-CL增加计数值，然后与CCAPnH和CCAPnL比较，相等触发中断

//有比较功能 设置比较和匹配控制位

SetModnCmp(0);

//设置 CCAPnH和CCAPnL，当CH-CL计数值==CCAPnH-CCAPnL中的预制值

//发生中断

SetCCAPn(0,0x80,0x00);

//开启PCA中断

EnPcaModnInt(0);

sState = sInit;

break;

case sPwm:

ResetPCA();

//pwm有比较功能 但没用到匹配...真特立独行

//只要设置CCAPMn的PWM位和比较位

SetPwmMod(0);

//设置占空比，有点类似定时器Mod2，TH自动装载到TL

//此处是CCAPnH自动装载到此处是CCAPnL(8位)；CH装载到CL(8位)

//CH-CL低于 CCAPnH-CCAPnL输出0，其他输出1

SetCCAPn(0,0x80,0x80);

sState = sInit;

break;

case sClkOut:

                        //高速输出功能

                        ResetPCA();

//当PCA计数器的CH-CL与CCAPnH-CCAPnL中的预制值相等时

//CCPn发生翻转，这个功能也用到比较-匹配

SetModnCmp(0);

SetModnTog(0);

EnPcaModnInt(0);

sState = sInit;

break;   

}

//启动pca模块

StartPCA();

}

}

void PCA_ISR(void) interrupt 7

{

switch(CCON&0x03)

{

//模块0触发中断

case CCF0_INT:

//清除模块中断标志位

CCON &= (0x00<

break;

//模块1触发中断

case CCF1_INT:

CCON &= (0x00<

break;

default:

break;

}

}