单片机功能测试：PCA功能
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MPC82G516为台湾笙泉公司生产的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
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