第6.2节 增强型捕获(eCAP)

DSP原理及应用——跟我动手学TMS320F2833x电气信息类专业课程DSP原理及应用增强型捕获(eCAP)第6.2节

增强型捕获（eCAP）捕获：记录引脚上信号的跳变APWM：输出PWM波形用于需要对外部事件进行精确计时：速度、时间差、周期、占空比的测量用于控制：电机、电力电子等eCAP特性：专用的捕获输入引脚；32位计数器，系统时钟为150MHz时，时基精度为6.67ns。4个事件时间戳寄存器（CAP1~CAP4，每个寄存器为32位）4级的排序器（Mod4计数器）与外部事件（ECAP引脚的上升沿/下降沿）同步4个时间戳捕获事件的边沿极性（上升沿/下降沿）可独立选择输入捕获信号可以进行预定标（2~62）捕获绝对时间戳/差分时间戳不使用捕获模式时，eCAP模块可以配置为单通道的PWM输出功能增强型捕获（eCAP）增强型捕获（eCAP）eCAP模块CAP/APWM模式CAP/APWM模式：CAP和APWM操作模式共用一个引脚，在CAP模式下，该引脚为输入；在APWM模式下，该引脚为输出；CAP模式下：CAP1~CAP4为时间戳寄存器，记录边沿发生时刻；APWM模式下：CAP1和CAP2分别被用来作为当前工作的（active）周期寄存器和比较寄存器，而CAP3和CAP4分别被用来作为映射的（shadow）周期寄存器和比较寄存器。增强型捕获（eCAP）CAP操作：增强型捕获（eCAP）CAP模块操作事件预分频增强型捕获（eCAP）预分频功能框图预分频后波形输入的捕获信号(脉冲序列)可通过预定标进行分频(2~62分频)，或者选择直通方式不分频。当输入信号频率很高时，预分频操作是非常有用的。连续/单次控制增强型捕获（eCAP）Mod4计数器（2位）对输入限制后的边沿事件（CEVT1~CEVT4）进行递增计数;Mod4计数器连续计数（0→1→2→3→0）并循环，直至配置计数器停止；在连续操作模式下，Mod4计数器连续运行（0→1→2→3→0），单次控制被忽略，捕获值将按循环方式连续地写入CAP1~CAP4寄存器中；在单次控制的操作中，采用停止寄存器（2位）和Mod4计数器的输出做对比，当二者相等时，则停止Mod4计数器并禁止CAP1~CAP4的继续装载。连续/单次控制增强型捕获（eCAP）在单次控制模式下，连续/单次控制模块实现对Mod4计数器启动/停止和复位功能的控制；单次控制方式由比较器的停止值触发使其停止，并且通过软件控制重新启动（Re-arm）。在启动后（Armed），eCAP模块对1~4个捕获事件进行计数（具体值由停止值决定），当计数值等于停止值时，则冻结Mod4计数器和CAP1~CAP4寄存器的内容（如时间戳）；重新启动（Re-arm）捕获操作可以使eCAP模块对下一次捕获做好准备，同时会清零Mod4计数器，并且允许CAP1~CAP4寄存器的重新装载，但前提条件是CAPLDEN位被置位。连续/单次控制增强型捕获（eCAP）连续/单次控制模块结构图32位计数器和相位控制增强型捕获（eCAP）32位计数器以系统时钟为时钟源,为捕获操作提供时基;相位寄存器用来实现与其它计数器间的同步，这在APWM模式下，模块间需要相位偏差时会用到。4个事件装载中的任意一个都可以复位该32位计数器，该功能在捕获测量时间差时会用到；32位计数器的计数值首先被捕获装载，然后信号LD1~LD4中的任意一个都可以将其复位至0。32位计数器和同步模块CAP1~CAP4寄存器增强型捕获（eCAP）CAP模式：CAP1~CAP4为32位寄存器，用来装载32计数器的计数值CTR[0-31]；当相应的装载输入（LD）触发后，相应的寄存器将装载计数值;CAPLDEN位可以禁止捕获寄存器的装载。在单次操作模式下，当停止条件满足后，CAPLDEN位会自动清零（禁止继续装载）。APWM模式：在APWM模式下，CAP1和CAP2作为当前工作的周期和比较寄存器使用，而CAP3和CAP4作为CAP1和CAP2的映射寄存器使用。中断控制增强型捕获（eCAP）捕获事件(CEVT1~CEVT4)APWM事件(CTR=PRD,CTR=CMP)计数器溢出事件(CTROVF，计数值从0xFFFFFFFF→0)。CEVT1~CEVT4中断标志位只有在捕获模式下有效CTR=PRD，CTR=CMP中断标志位也只有在APWM模式下有效CNTOVF在两种模式下均有效eCAP中断模块映射装载和禁止装载控制增强型捕获（eCAP）CAP模式：该控制逻辑禁止CAP1和CAP2从APRD和ACMP中装载映射寄存器值.APWM模式：映射装载为有效状态，并且有两种装载方式：立即装载。当向APRD（CAP3）或ACMP（CAP4）写入新的值时，该值立即传送到CAP1或CAP2中。等于周期值时装载，即CTR[31:0]=PRD[31:0]时装载。APWM操作模式增强型捕获（eCAP）2个32位的数字比较器可以通过计数器总线与时间戳比较。CAP1/2寄存器中的内容作为周期值和比较值。CAP3/4分别作为映射寄存器APRD和ACMP。向CAP1/2寄存器写入数据时，会同时相应地向CAP3/4中写入相同的数据，这与立即装载模式相仿；而向CAP3/4写入数据时，则需根据映射装载模式确定何时装载至CAP1/2。初始化时，用户需要配置当前工作的周期寄存器和比较寄存器（CAP1和CAP2），配置的数据会自动写入到相应的映射寄存器中（CAP3和CAP4）。在后继更改配置中，只需用到映射寄存器。1.时间戳计数器寄存器（TSCTR）XINTF寄存器32位计数器寄存器，作为捕获时基TSCTR2.计数器相位控制寄存器（CTRPHS）实现相位超前或滞后。该寄存器是TSCTR的映射寄存器，并且通过SYNCI事件或通过软件控制位SWSYNC强制装载到TSCTR中。该功能用于实现与其它eCAP或EPWM时基的同步。CTRPHS3.捕获寄存器1（CAP1）XINTF寄存器发生捕获事件时，对时间戳（TSCTR的计数值）的装载；在APWM模式下，对APRD（CAP3）的装载。CAP14.捕获寄存器2（CAP2）CAP2发生捕获事件时，对时间戳（TSCTR的计数值）的装载；在APWM模式下，对ACMP（CAP4）的装载。5.捕获寄存器3（CAP3）XINTF寄存器在CAP模式下，该寄存器是时间戳捕获寄存器；在APWM模式下，该寄存器是映射周期寄存器（APRD）,并且CAP3映射CAP1。CAP36.捕获寄存器4（CAP4）CAP4在CAP模式下，该寄存器是时间戳捕获寄存器；在APWM模式下，该寄存器是映射比较寄存器（ACMP）,并且CAP4映射CAP2。7.ECAP控制寄存器1（ECCTL1）XINTF寄存器仿真控制、预分频、CAP1～4装载使能配置；捕获事件极性配置、复位计数器配置。FREE/SOFTPRESCALECAPLDENCTRRST4CAP4POLCTRRST3CAP3POLCTRRST2CAP2POLCTRRST1CAP1POL8.ECAP控制寄存器2（ECCTL2）ReservedAPWMPOLCAP/APWMSWSYNCSYNCO_SELSYNCI_ENTSCTRSTOPREARMSTOP_WRAPCONT/ONESHTCAP/APWM模式配置、APWM输出极性配置同步配置、连续/单次模式配置。9.ECAP中断使能寄存器（ECEINT）XINTF寄存器中断使能/禁止；CTR=CMPCTR=PRDCTROVFCEVT4CEVT3CEVT2CEVT1Reserved10.ECAP中断标志寄存器（ECFLG）CTR=CMPCTR=PRDCTROVFCEVT4CEVT3CEVT2CEVT1INT用于指示是否发生相应中断事件；11.ECAP中断清除寄存器（ECCLR）CTR=CMPCTR=PRDCTROVFCEVT4CEVT3CEVT2CEVT1INT清除相应中断事件的标志位；12.ECAP中断强制寄存器（ECFRC）CTR=CMPCTR=PRD