单片微机原理与接口技术-基于STC15系列单片机（第3版）11 STC15F2K60S2系列单片机的PCA与PWM 例题

PAGEPAGE11第11章STC15F2K60S2单片机CCP/PCA/PWM模块例题例11.3利用PCA模块扩展外部中断。将PCA0（P1.1）引脚扩展为下降沿触发的外部中断，将PCA1（Pl.0）引脚扩展为上升沿／下降沿都可触发的外部中断。当Pl.1出现下降沿产生中断时，对P1.5取反；当Pl.0出现下降沿或上升沿时都会产生中断，对P1.6取反。P1.7输出驱动工作指示灯。解：与定时器的使用方法类似，PCA模块的应用编程主要有两点：一是正确初始化，包括写入控制字、捕捉常数的设置等；二是中断服务程序的编写，在中断服务程序中编写需要完成的任务的程序代码。PCA模块的初始化部分大致如下：①设置PCA模块的工作方式，将控制字写入CMOD、CCON和CCAPMn寄存器。②设置捕捉寄存器CCAPnL（低位字节）和CCAPnH（高位字节）初值。③根据需要，开放PCA中断，包括PCA定时器溢出中断（ECF）、PCA模块0中断（ECCF0）和PCA模块1中断（ECCF1），并将EA置l。④置位CR，启动PCA定时器计数（CH，CL）计数。汇编语言参考程序如下：∶定义单片机管脚$INCLUDE(STC15F2K60S2.INC)；包含STC15F2K60S2寄存器定义文件LED_STARTEQUP1.7；定义输出引脚LED_PCA0_INT0EQUPl.6LED_PCA1_INT1EQUPl.5ORG 0000HLJMP MAINORG 003BH；PCA中断的中断矢量地址LJMP PCA_ISRORG 0050HMAIN∶MOVSP，＃7FHCLRLED_START；点亮开始工作指示灯LCALLPCA_INITIATE；调PCA模块初始化程序SJMP$；原地踏步PCA_INITIATE∶MOVCMOD，＃80H；设置PCA在空闲模式下停止PCA计数器工作；PCA模块的计数器时钟源源为fSYS／10；禁止PCA计数器溢出中断MOVCCON,＃00H；停止PCA计数器计数MOVCL，＃00H；清0PCA计数器MOVCH，＃00HMOVCCAPM0，＃11H；设置PCA模块0下降沿触发捕捉功能，；开放PCA模块0中断MOVCCAPM1，＃31H；设置PCA模块1下降沿和上升沿触发捕捉功能；开放PCA模块1中断SETBEASETBCRRETPCA_ISR∶PUSHACCPUSHPSWJNBCCF0，NOT_PCA0；如果CCF0为1，执行PCA模块0中断服务程序；如果CCF0为0，转执行PCA模块1中断标志判断CPLLED_PCA0_INT0；Pl.6LED变化一次，表示PCA模块0发生了一次中断CLRCCF0；清0PCA模块0中断请求标志NOT_PCA0∶JNBCCF1，PCA_ISR_EXIT；如果CCF1为0，则不是PCA模块1中断，立即推出；如果CCF1为1，执行PCA模块1中断服务程序CPLLED_PCA1_INT1；Pl.5LED变化一次，表示PCA模块1发生了一次中断CLRCCF1；清0PCA模块1中断请求标志PCA_ISR_EXIT∶POPPSWPOPACCRETIENDC51参考程序如下#include“STC15F2K60S2.h”//包含STC15F2K60S2寄存器定义文件sbitLED_PCA0_INT0＝Pl^5；sbitLED_PCA1_INT1＝Pl^6；sbitLED_START＝Pl^7；voidmain（void）{LED_START＝0；CMOD＝0x80；//空闲模式下停止PCA模块计数，时钟源为fSYS／10，//禁止PCA计数器溢出中断CCON＝0；//禁止PCA计数器计数CL＝0；CH＝0；CCAPM0＝0xll；//设置PCA模块0下降沿触发捕捉功能，并开放中断CCAPM1＝0x31；//设置PCA模块0下降沿和上升沿触发捕捉功能，并开放中断EA＝1；//开放总中断CR＝1；//启动PCA模块计数器计数while（1）；}voidPCA_ISR（void）interrupt7//PCA中断服务程序{if（CCF0）{//PCA模块0中断服务程序LED_PCA0_INT0＝！LED_PCA0_INT0；//LED_PCA0取反输出，表示PCA模块0发生了中断CCF0＝0；//清0PCA模块0中断标志}elseif（CCF1）{//PCA模块0中断服务程序LED_PCA1_INT1＝！LED_PCA1_INT1；//LED_PCA1取反输出，表示PCA模块1发生了中断CCF1＝0；//清0PCA模块1中断标志}}例11.4利用PCA模块的软件定时功能，在P1.5引脚输出周期为2S的方波。设晶振频率为18.432MHZ.。解：通过置位CCAPM0寄存器的ECOM0位和MAT0位，使PCA模块0工作于软件定时器模式。定时时间的长短取决于PCA模块捕获寄存器（CCAPnH、CCAPnL）的值与PCA计数器的时钟源。本例中，系统频率不分频，即系统时钟频率等于晶振频率，所以fSYS＝18.432MHz，可以选择PCA模块的时钟源为fSYS/12，基本定时时间单位T为5mS。对5mS计数200次，即可实现1S的定时，1S时间到，对P1.5输出取反，即可实现在P1.5引脚输出周期为2S的方波。通过计算，5mS对应的PCA计数器计数值为1E00H，在初始化时，CH、CL从0000H开始计数，将1E00H直接传送给PCA模块捕获寄存器（CCAPnH、CCAPnL），每次5mS时间到的中断服务程序中将该值加给（CCAPnH、CCAPnL）。P1.7连接开始工作指示灯，P1.6连接5mS闪烁指示灯，P1.5连接1S闪烁指示灯，所有LED灯都是低电平驱动。汇编语言参考程序如下：$INCLUDE(STC10C5A.INC)；包含STC15F；定义单片机管脚LED_MCU_STARTEQUPl.7LED_5mS_FlashingEQUPl.6LED_1S_FlashingEQUP1.5；定义常量Channe0_5mS_HEQU1EH；模块05mS定时时间常数的高8位Channe0_5mS_LEQU00H；模块05mS定时时间常数的低8位；定义变量CounterEQU30H；定义一个计数器，用来计数模块05mS中断的次数ORG 0000HLJMP MAINORG 003BHLJMP PCA_interruptORG 0050HMAIN: CLRLED_MCU_START；点亮MCU开始工作指示灯MOVSP，＃7FHMOVCounter，＃0；清0Counter计数器LCALLPCA_Initiate；调PCA模块初始化程序SJMP$PCA_Initiate：MOVCMOD,#80H；设置PCA在空闲模式下停止PCA计数器工作；PCA模块的计数器时钟源源为fSYS／12；禁止PCA计数器溢出中断MOVCL，＃00H；设置PCA定时器计数的初始值MOVCH，＃00HMOVCCAP0L，＃Channe0_5mS_L；给PCA模块0的CCAP0L赋定时初值MOVCCAP0H，＃Channe0_5mS_H；给PCA模块0的CCAP0L赋定时初值MOVCCAPM0，＃49H；设置PCA模块0为16位软件定时器；开放PCA模块0中断SETBEA；开放总中断SETBCR；启动PCA计数器（CH，CL）计数RETPCA_interrupt∶PUSHACCPUSHPSWCPLLED_5mS_Flashing；5mS中断一次，每次进中断将该灯状态取反MOVA，＃Channe0_5mS_L；给［CCAP0H，CCAP0L］增加5mS所需计数值ADDA，CCAP0LMOVCCAP0L，AMOVA，＃Channe0_5mS_HADDCA，CCAP0HMOVCCAP0H，ACLRCCF0；清0PCA模块0的中断请求标志INCCounter；中断次数计数器＋1MOVA，CounterCLRCSUBBA，＃200；检测过什中断了200次（1秒）JCPCA_Interrupt_Exit；检测是否中断了200次（1秒），若还没到立即跳转退出MOVCounter，＃00HCPLLED_1S_FlashingPCA_Interrupt_Exit：POPPSWPOPACCRETIENDC51参考程序如下：＃include“stc15f2k60s2.h”//包含STC15F2K60S2寄存器定义文件sbitLED_MCU_START＝Pl^7；sbitLED_5mS_Flashing＝Pl^6；sbitLED_1S_Flashing＝Pl^5；unsignedcharcnt；voidmain（void）{LED_MCU_START＝0；cnt＝200；//设置5mS计数器的初始值CMOD＝0x80；//设置PCA在空闲模式下停止PCA计数器工作//PCA模块的计数器时钟源源为fSYS／12//禁止PCA计数器溢出中断CCON＝0；//清零PCA各模块中断请求标志位CCFnCL＝0；//PCA计数器从0000H开始计数CH＝0；CCAP0L＝0；//给PCA模块0的CCAP0L置初值CCAP0H＝0xle；CCAPM0＝0x49；//设置PCA模块0为16位软件定时器//开放PCA模块0中断EA＝1；//开放总中断CR＝1；//启动PCA计数器计数while（1）；//原地踏步，等待中断}voidPCA_ISR（void）interrupt7//PCA中断服务程序{union//定义一个联合体{unsignedintnum；struct{//在联合体中定义－个结构unsignedcharHi,Lo；｝Result；}temp；temp.Num＝（unsignedint）（CCAP0H<<8）+CCAP0L＋0xle00；CCAP0L＝temp.Result.Lo；//取计算结果的低8位CCAP0H＝temp.Result.Hi；//取计算结果的低8位CCF0＝0；//清0PCA模块0中断请求标志LED_5mS_Flashing＝！LED_5mS_Flashing；cnt－－；//中断次数计数器减1if（cnt＝＝0）//如果cnt为0，说明1S时间到{cnt＝200；//恢复中断计数初值LED_1S_Flashing＝！LED_1S_Flashing；//在Pl．6输出脉冲宽度为1秒钟的方波}}例11.5利用PCA模块1进行高速输出，从P1.6输出频率f为105KHZ的方波信号。设晶振频率为18.432MHZ.。解：通过置位CCAPM1寄存器的ECOM1、MAT1和TOG1位，使PCA模块1工作在高速输出模式。本例中，系统频率不分频，即系统时钟频率等于晶振频率，所以fSYS＝18.432MHz，设选择PCA模块的时钟源为fSYS/2，设高速输出所需的计数次数的用CCAP1H_value和CCAP1L_value表示，则计算如下：INT（fSYS/（4×f））＝INT（18432000/（4×105000））＝37＝25HCCAP1H_value=0，CCAP1L_value=25H在初始化时，CH、CL从0000H开始计数，将0025H直接传送给PCA模块捕获寄存器（CCAPnH、CCAPnL），每次匹配时中断服务程序中将该值加给（CCAPnH、CCAPnL）。P1.7连接开始工作指示灯，LED灯是低电平驱动；P1.4输出可连接示波器进行观测。汇编语言参考程序如下：$INCLUDE(STC10C5ACCAP1L_ValueEQU25H；定义定时初值或定时的增量LED_MCU_STARTEQUPl.7ORG 0000HLJMP MAINORG 003BLJMP PCA_interruptORG 0060HMAIN∶MOVSP，＃70H；设置堆栈指针CLRLED_MCU_START；点亮开始工作指示灯LCALLPCA_initiate；调用PCA初始化程序MAIN_loop∶N0PN0PN0PSJMPMAIN_loopPCA_initiate∶MOVCH，＃00HMOVCL，＃00HMOVCMOD．＃00000010B；设置PCA在空闲模式下停止PCA计数器工作；PCA模块的计数器时钟源源为fSYS／2；禁止PCA计数器溢出中断MOVCCON．＃00H；清除PCA计数器（CH,CL）计数溢出中断标志MOVCCAPM1，＃01001101B；设置PCA模块l为高速脉冲输出模式，允许中断MOVCCAP1L，＃CCAP1L_Value；给模块1CCAP1L赋初值MOVCCAP1H，＃0；给模块1CCAP1H赋初值MOVIPH，＃10000000B；设置PCA中断的优先级为最高级MOVIP，＃10000000BSETBEA；开总中断SETBCR；启动PCA计数器RETPCA_interrupt∶PUSHACCPUSHPSWCLRCCF1；清PCA模块1中断请求标志MOVA，＃CCAP1L_Value；给PCA模块1捕获寄存器加定时递增量ADDA，CCAP1LMOVCCAP1L，ACLRAADDCA，CCAP1HMOVCCAP1H，APOPPSWPOPACCRETIEND例11.6利用PCA模块的PWM功能，在P1.1引脚输出占空比为25％的PWM脉冲。设晶振频率为18.432MHZ.。解：P1.1引脚对应PCA模块0的输出，PCA模块的计数时钟源决定PWM输出脉冲的周期，但与PWM的占空比无关，PWM的占空比＝（256－（CCAP0L））/256＝25％，所以CCAP0L的设定值为C0H。此外，PWM无需中断支持。汇编语言参考程序如下：$INCLUDE(STC15F2K60S2.INC)ORG0000HMOVCMOD,#02H；设置PCA计数时钟源MOVCH,#00H；设置PCA计数初始值MOVCL,#00HMOVCCAPM0,#42H；设置PCA模块为PWM功能MOVCCAP0L,#0C0H；设定PWM的脉冲宽度MOVCCAP0H,#0C0H；与CCAP0L相同，寄存PWM的脉冲宽度参数SETBCR；启动PCA计数器计数SJMP$；PWM功能启动完成，程序结束ENDC51参考程序如下：＃include“STC15F2K60S2.h”//包含STC15F2K60S2寄存器定义文件voidmain(void){CMOD=0x02；//设置PCA计数时钟源CH=0x00；//设置PCA计数初始值CL=0x00；CCAPM0=0x42；//设置PCA模块为PWM功能CCAP0L=0xC0；//设定PWM的脉冲宽度CCAP0H=0xC0；//与CCAP0L相同，寄存PWM的脉冲宽度参数CR=1；//启动PCA计数器计数while(1)；//PWM功能启动完成，程序结束}例11.7利用PCA模块的PWM功能，利用PCA模块0的PWM输出控制LED灯的亮度，使LED的亮度循环逐渐变亮与逐渐变暗。用P2口LED灯显示当前PWM的占空比。设晶振频率为18.432MHZ.。解：选择PCA模块的计数时钟源为fSYS/12，且系统时钟不分频，即系统时钟为RC时钟或晶振时钟，则PCA模块的计数时钟源频率为fOSC/12。PWM的占空比变化范围设定为：6.25％～93.75％，对应的PWM脉宽设定值为F0H～10H。汇编语言参考程序如下：$INCLUDE（STC15F2K60S2.INC）；包含STC15F2K60S2寄存器定义文件；定义常量pulse_width_MAXEQU0F0H；PWM脉宽设定值的最大值，对应最小占空比6.25％pulse_width_MINEQU10H；PWM脉宽设定值的最小值，对应最小占空比93.75％stepEQU38H；PWM脉宽变化步长；定义变量pulse_widthEQU30H；PWM对应的设定值ORG0000H LJMPMAINORG0050HMAIN：MOVSP,#70HLCALLPCA_initiateMAIN_loop：LCALLPWMSJMPMAIN_loopPCA_initiate：MOVCMOD，#80H；设置PCA在空闲模式下停止PCA计数器工作；PCA模块的计数器时钟源源为fSYS／10；禁止PCA计数器溢出中断MOVCCON，＃00H；禁止PCA计数器工作，清除中断标志、计数器溢出标志MOVCL，＃00H；清0计数器MOVCH，＃00HMOVCCAPM0，＃42H；设置模块0PWM输出模式，PWM脉冲在Pl.3引脚输出MOVPCA_PWM0，＃00H；设置模块0为8位SETBCRRETPWM：MOVA，pulse_width_MIN；为输出脉冲宽度设置初值MOVpulse_width，A；pulse_width数字越大，脉宽越窄，LED越亮PWM_loop1：MOVA，pulse_width；判是否到达最大值CLRCSUBBA，＃pulse_width_MAXJNCPWM_a；达到最大值，转到逐渐变暗程序MOVA，pulse_width；取脉冲宽度对应的设定值