STC单片机PCA代码测试的方法及过程解析

MPC82G516为***笙泉公司生产的8位MCU，兼容8051。内建PCA功能6个模块，模块0—5对应P1.2—P1.7， P1.1为输入脉冲源ECI。本文记录了测试PCA的代码和过程，重点分析各寄存器的设置，还通过逻辑分析仪记录相关波形。STC15F60S2等芯片也内建PCA功能，不过仅3模块，但功能更为丰富，设置编程过程大同小异，可参考。

1、相关寄存器：

寄存器

功能

地址

7

6

5

4

3

2

1

0

描述

CCON

控制

D8

CF

CR

CCF5

CCF4

CCF3

CCF2

CCF1

CCF0

CR：启停PCA总计数器

CF：PCA总计数器溢出标志

CCF0-5：各模块中断标志

CMOD

模式

D9

CIDL

—

—

—

—

CPS1

CPS0

ECF

CIDL：空闲模式是否计数

CPS1、CPS0：时钟源：12分.2分.T0.ECI.四选一

ECF：PCA计数溢出中断

AUXIE

中断

AD

—

—

EKB

ES2

EBD

EPCA

EADC

ESPI

EPCA：PCA中断开关

CCAPM

0-5

模块模式

DA-

DF

—

ECOM

0-5

CAPP

0-5

CAPN

0-5

MAT

0-5

TOG

0-5

PWM

0-5

ECCF

0-5

ECOMn 允许比较

CAPPn 上升CAPNn 下降

MATn 匹配CCFn位

TOGn 匹配翻转引脚电平

PWM脉宽调制输出

ECCFn 使能中断信号CCFn

CCAPnL

捕获

寄存器

EA-EF

比较：先设初值，与PCA比较

捕获：捕获PCA值到寄存器

CCAPnH

FA-FF

PCAP

WM0-5

PWM

模式

F2-

F7

—

—

—

—

—

—

ECA

PnH

0-5

ECA

PnL

0-5

PWM时作为第9位

用于设定占空比

CL、CH

PCA

PCA总计数器

AUXR1

引脚

8E

P4KB

P4PCA

P4SPI

P4S2

GF2

—

—

DPS

P4PCA：引脚切换到P4口

2、比较、捕获模式设置寄存器CCAPM0-5：

CCAPMn

16进值

有/无中断

功能

备注

-000 0000

无操作

-x10 000x

20/21

16位CEXn引脚上升沿触发捕获模式

捕获值不处理仅进中断，相当于增加了外部中断功能

-x01 000x

10/11

16位CEXn引脚下降沿触发捕获模式

-x11 000x

30/31

16位CEXn引脚有跳变沿触发捕获模式

-100 100x

48/49

16位软件定时器

均需进中断重设比较值，并清0中断标志，因此最小定时值》=5us。差别是定时器仅利用中断信号，高速输出则利用对应引脚电平的翻转

-100 110x

4C/4D

16位高速输出

-100 0010

42/

8位PWM

占空比=1-［ECAPnH，CCAPnL］/256

3、PCA功能使用步骤：

1） 确定CCON=0x00;一般先清0

2）确定CMOD=0x00;00不开PCA中断，01开；脉冲源为FSOC/12

3）AUXIE = 0x04;打开PCA总中断开关，捕获及定时均要打开，PWM时可关闭

4）设置各模块工作模式寄存器CCAPMn，见表2

5）设置PCA计数器初值：CL=0;CH=0

6）定时或高速输出时，需设置CCAPnL及CCAPnH值

7）PWM功能时，需设置CCAPnH（及ECAPnH在PCAPWM寄存器中）

8）启动PCA计数：CR=1；如有必要打开总中断：EA=1

9）写中断处理函数，MPC82G516的PCA中断向量为10（53H），STC15F60S2为7

4、PCA功能逻辑图：

5、PCA中断逻辑示意图：

6、PCA中断向量

MPC82G516的PCA中断编号为10。STC15F60S2的中断矢量为7。

测试1：PCA总计数器溢出中断

思路：不使用任何模块，仅启动PCA总计数器，为方便观察，开通中断并在中断处理程序中设置观察变量（P2.1）作电平翻转，再用逻辑分析仪观察其变化。

步骤：

1、CCON清0，各中断标志清0，关闭PCA计数

2、CMOD：设置脉冲源，置位ECF（允许总PCA计数溢出中断）

3、打开各级中断：AUXIE中设EPCA，开总中断EA

4、启动PCA：CR=1

在p2.1可观察到65.536宽度电平翻转。程序如下：

程序：

#include “REG_MPC82G516.H”

#include “intrins.h”

sbit LED =P2^1;//测试LED

void PCA_isr（） interrupt 10 //注意中断向量号为10，STC15F为7

{

CF=0;//清中断

LED=！LED;//LED取反

}

void main（）

{

CCON=0;

CL=0;

CH=0;

CMOD=0x01;//12分频。使用0x03则为系统时钟2分频

AUXIE=0x04;

EA=1;

CR=1;

while（1）;

}

FOSC/12：PCA计数每65.531ms溢出一次（理论值应为65.536ms）

如果改脉冲源为FOSC/2：PCA计数每10.922ms溢出一次

测试2：PCA模块0用作捕获模式，CEX0引发中断

思路：

模块0设置为捕获模式，捕获信号由模块0对应的引脚P1.2输出，可上升、下降或边缘触发，具体通过设置CCAPM0来实现，见表2。

下降沿触发捕获：CCAPM0=0x11 （00010001），即CAPN0=1、ECCF0=1可直接短接CEX0/P1.2与地来获得下降沿；

上升沿触发捕获：CCAPM0=0x21 （00100001） 需先短接CEX0/P1.2与地、再释放来获得上升沿；

注意MCU的四个端口复位后均为“准双向口”，开路时内部有弱上拉。

当CEX0触发捕获时，捕获到的数据并不作处理（如带仿真，可仿真时查看到该捕获值），因此本程序相当于为单片机增加了一个外部中断功能。

程序：

#include “REG_MPC82G516.H”

#include “intrins.h”

sbit LED =P2^1;//测试LED

sbit LED2=P2^2;//接LED观察

void PCA_isr（） interrupt 10

{

unsigned charTmpL;//临时变量，暂存捕获值

unsigned charTmpH;

//CF=0; //清中断（PCA计数溢出，这里不必使用）

LED=！LED;//LED取反

if （CCF0）//当CEX0（P1.2）触发捕获时，引发中断CCF0

{

TmpL=CCAP0L;

TmpH=CCAP0H;

CCF0=0;//软件清中断

//P12=1;//拉高测试引脚，用于下次下降沿触发

LED2=！LED2;//可接发光二极管观察中断产生情况

}

}

void main（）

{

CCON=0;

CL=0;

CH=0;

CMOD=0x00;//模式：FSOC/12、ECF禁止PCA中断（以免产生无效中断）

AUXIE=0x04;//打开PCA总中断

CCAPM0 =0x11;//模块0设置为外部引脚上升沿触发捕获模式，并产生模块0的中断信息CCF0

EA=1;

CR=1;

//P12=1;

while（1）;

}

测试3：PCA模块0、1用作16位定时模式

思路：

PCA各模块如用作定时器，因16位PCA计数器启动后，总是从0000—FFFF循环计数，比较寄存器［CCAPnH + CCAPnL］如装载固定值的话，每个PCA计数周期（65535个脉冲）只能产生一次比较相同输出，为了实现自定义的计数值，必须在每次计数中断后给［CCAPnH + CCAPnL］加一个固定值，这样PCA计数到新值后又能产生中断输出，达到定时器的目的；

编程步骤：

1）　CCON清0，各中断标志清0，关闭PCA计数

2）CMOD：设置脉冲源，置位ECF（允许总PCA计数溢出中断）

3）PCA计数器CH+CL=0000，比较寄存器［CCAPnH + CCAPnL］+=T（T为定时值）

4）设置本模块工作方式为16位定时器：CCAPM0 =0x49

5）打开各级中断：AUXIE=0x04 开总中断EA

6） 启动PCA：CR=1

7） 中断处理程序：添加代码 ［CCAPnH + CCAPnL］+=T，作为下次比较值

观察办法：

在中断程序中设置变量LED/P2.1（模块1用LED2），每次中断反转以输出方波（接逻辑仪分析）

代码：（模块0定时1ms，模块1定时3ms）

#include “REG_MPC82G516.H”

#include “intrins.h”

sbit LED =P2^1;//测试LED

sbit LED2=P2^2;//接LED观察

unsigned int t0=1000;//定义16位变量t，定时1ms

unsigned int t1=3000;//定义16位变量t，定时3ms

unsigned int value0;

unsigned int value1;

void PCA_isr（） interrupt 10

{

if（CCF0）

{

CCF0=0;//清中断，因PCA计数溢出中断已禁止，所以这里不必再清CF

CCAP0L = value0; //更新比较值