8非CPU干預(yù)下的PWM波輸出

單片機(jī)控制技術(shù)第八學(xué)習(xí)領(lǐng)域非CPU干預(yù)下的PWM波輸出（PCA可編程計(jì)數(shù)器陣列）可編程計(jì)數(shù)器陣列結(jié)構(gòu)

可編程計(jì)數(shù)器陣列（PCA0）提供增強(qiáng)的定時(shí)器功能，與標(biāo)準(zhǔn)8051計(jì)數(shù)器/定時(shí)器相比，它需要較少的CPU干預(yù)。PCA0包含一個(gè)專用的16位計(jì)數(shù)器/定時(shí)器和5個(gè)16位捕捉/比較模塊?？删幊逃?jì)數(shù)器陣列結(jié)構(gòu)PCA原理框圖可編程計(jì)數(shù)器陣列計(jì)數(shù)器/定時(shí)器由一個(gè)可編程的時(shí)基信號(hào)驅(qū)動(dòng)，時(shí)基信號(hào)有六個(gè)輸入源：

1.系統(tǒng)時(shí)鐘、

2.系統(tǒng)時(shí)鐘/4、

3.系統(tǒng)時(shí)鐘/12、

4.外部振蕩器時(shí)鐘源8分頻、

5.定時(shí)器0溢出、

6.ECI線上的外部時(shí)鐘信號(hào)?？删幊逃?jì)數(shù)器陣列時(shí)基選擇圖8.11PCA0MD：PCA0方式選擇寄存器可編程計(jì)數(shù)器陣列每個(gè)模塊可以獨(dú)立工作于6中方式邊沿觸發(fā)捕捉軟件定時(shí)器高速輸出頻率輸出

8位PWM

16位PWMPCA計(jì)數(shù)器/定時(shí)器PCA計(jì)數(shù)器/定時(shí)器原理框圖PCA計(jì)數(shù)器/定時(shí)器

16位的PCA計(jì)數(shù)器/定時(shí)器由PCA0L和PCA0H兩個(gè)8位的SFR組成：PCA0H是16位計(jì)數(shù)/定時(shí)器的高字節(jié)，PCA0L是低字節(jié)。PCA計(jì)數(shù)器/定時(shí)器

在讀PCA0L的同時(shí)自動(dòng)鎖存PCA0H的值。先讀PCA0L寄存器將使PCA0H的值得到保持（在讀PCA0L的同時(shí)），直到用戶讀PCA0H寄存器為止。PCA計(jì)數(shù)器/定時(shí)器當(dāng)計(jì)數(shù)器/定時(shí)器溢出時(shí)（從0xFFFF到0x0000），PCA0MD中的計(jì)數(shù)器溢出標(biāo)志（CF）被置為邏輯1并產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求（如果CF中斷被允許）。將PCA0MD中ECF位設(shè)置為邏輯1即可允許CF標(biāo)志產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。PCA0MDPCA0MD位7：

CIDL：PCA0計(jì)數(shù)器／定時(shí)器空閑控制規(guī)定CPU空閑方式下的PCA0工作方式。0：當(dāng)系統(tǒng)控制器處于空閑方式時(shí)，PCA0繼續(xù)正常工作。1：當(dāng)系統(tǒng)控制器處于空閑方式時(shí)，PCA0停止工作。位3-1：

CPS2-CPS0：PCA0計(jì)數(shù)器／定時(shí)器脈沖選擇位0：ECF：PCA計(jì)數(shù)器／定時(shí)器溢出中斷允許該位是PCA0計(jì)數(shù)器／定時(shí)器溢出（CF）中斷的屏蔽位。0：禁止CF中斷。1：當(dāng)CF（PCA0CN.7）置位時(shí)，允許PCA0計(jì)數(shù)器／定時(shí)器溢出中斷請(qǐng)求。PCA0MDPCA0方式選擇寄存器圖8.11PCA0MD：PCA0方式選擇寄存器PCA0MDPCA0CN：PCA控制寄存器CF：PCA計(jì)數(shù)器／定時(shí)器溢出標(biāo)志當(dāng)PCA0計(jì)數(shù)器／定時(shí)器從0xFFFF到0x0000溢出時(shí)由硬件置位?？蓪?dǎo)致CPU轉(zhuǎn)向CF中斷服務(wù)程序。CR：PCA0計(jì)數(shù)／定時(shí)器運(yùn)行控制該位允許／禁止PCA00：禁止PCA0計(jì)數(shù)器／定時(shí)器1：允許PCA0計(jì)數(shù)器／定時(shí)器返回圖8.10PCA0CN：PCA控制寄存器捕捉/比較模塊PCA中斷原理框圖

捕捉/比較模塊PCA0CPMn寄存器用于配置PCA捕捉/比較模塊的工作方式見下表:表8.2PCA捕捉/比較模塊的PCA0CPM寄存器設(shè)置捕捉/比較模塊

置‘1’PCA0CPMn寄存器中的ECCFn位將允許模塊的CCFn中斷。

圖8.12PCA0CPMn：PCA0捕捉／比較寄存器圖8.10PCA0CN：PCA控制寄存器邊沿觸發(fā)的捕捉方式CEXn引腳上出現(xiàn)的有效電平變化導(dǎo)致PCA0捕捉PCA0計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的值并將其裝入到對(duì)應(yīng)模塊的捕捉/比較寄存器（PCA0CPLn和PCA0CPHn）。邊沿觸發(fā)的捕捉方式

當(dāng)捕捉發(fā)生時(shí)，PCA0CN中的捕捉/比較標(biāo)志（CCFn）被置為邏輯1并產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求(如果CCF中斷被允許)。返回

軟件定時(shí)器（比較）方式

系統(tǒng)將PCA0計(jì)數(shù)器/定時(shí)器與模塊的16位捕捉/比較寄存器（PCA0CPHn和PCA0CPLn）進(jìn)行比較。當(dāng)發(fā)生匹配時(shí)，PCA0CN中的捕捉/比較標(biāo)志（CCFn）被置為邏輯1并產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求（如果CCF中斷被允許）。

軟件定時(shí)器（比較）方式

當(dāng)向PCA0的捕捉/比較寄存器寫入一個(gè)16位值時(shí)，應(yīng)先寫低字節(jié)。向PCA0CPLn的寫入操作將清‘0’ECOMn位；向PCA0CPHn寫入時(shí)將置‘1’ECOMn位。先寫低字節(jié)再寫高字節(jié)返回高速輸出方式高速輸出方式高速輸出方式每當(dāng)PCA的計(jì)數(shù)器與模塊的16位捕捉/比較寄存器（PCA0CPHn和PCA0CPLn）發(fā)生匹配時(shí)，模塊的CEXn引腳上的邏輯電平將發(fā)生改變。

置‘1’PCA0CPMn寄存器中的TOGn

、MATn

和ECOMn位將使能高速輸出方式。PCA0CPMn高速輸出方式

同樣的，當(dāng)向PCA0的捕捉/比較寄存器寫入一個(gè)16位數(shù)值時(shí)，應(yīng)先寫低字節(jié)。

高速輸出方式返回

頻率輸出方式

頻率輸出方式在對(duì)應(yīng)的CEXn引腳產(chǎn)生可編程頻率的方波。捕捉/比較寄存器的高字節(jié)保持著輸出電平改變前要計(jì)的PCA時(shí)鐘數(shù)。

頻率輸出方式

當(dāng)定時(shí)／計(jì)數(shù)器的值與PCA0CPLn匹配時(shí)，PCA0CPLn的值會(huì)加上PCA0CPHn的值，在存回PCA0CPLn中。頻率輸出方式

方波的頻率為：

請(qǐng)同學(xué)們自己驗(yàn)證一下返回8位脈寬調(diào)制器方式每個(gè)模塊都可以獨(dú)立地用于在對(duì)應(yīng)的CEXn引腳產(chǎn)生脈寬調(diào)制（PWM）輸出。

8位脈寬調(diào)制器方式１當(dāng)PCA0計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的低字節(jié)（PCA0L）與PCA0CPLn中的值相等時(shí)，CEXn的輸出被置‘1’。２當(dāng)PCA0L中的計(jì)數(shù)值溢出時(shí)，CEXn輸出被置為低電平，同時(shí)，保存在PCA0CPHn中的值被自動(dòng)裝PCA0CPLn。（見多媒體課件PWM波的產(chǎn)生）比較：是否相等？若相等則PCA0CPHn向PCA0CPLn傳遞數(shù)值8位脈寬調(diào)制器方式

占空比?請(qǐng)同學(xué)們自己計(jì)算下PWM波的占空比……8位脈寬調(diào)制器方式怎樣改變PWM的占空比？當(dāng)向PCA0的捕捉/比較寄存器寫入一個(gè)16位數(shù)值時(shí)，應(yīng)先寫低字節(jié)。向PCA0CPLn的寫入操作將清‘0’ECOMn位；向PCA0CPHn寫入時(shí)將置‘1’ECOMn位。返回16位脈寬調(diào)制器方式16位PWM方式下，16位捕捉/比較模塊定義PWM信號(hào)低電平時(shí)間的PCA0時(shí)鐘數(shù)。