松瀚-SN8F5703-比较器输出PWM

最近也是让我这个几乎没怎么用过51内核单片机的人享受上了接二连三的需要使用51内核的单片机来开发程序。松瀚的SN8F5700系列单片距今已有十余年的历史但是目前在消费电子这块确实是有不少的使用量。在应用过程中我发现SN8F5073提供的例程中并不包含T2的比较器输出PWM的使用例在互联网上也没简单的搜索到相关内容故在此做一个简单的补充顺带梳理一下有关MCU频率分频和比较器的经典应用。文章附件为我所收集到的松瀚SN8F5700系列有关的开发资源。请注意虽然松瀚支持使用keilC51进行开发但是在安装环境包时请确保你的电脑上不存在多个C51的INT文件并使用keilC51V952及之前的版本。当然如果需要更多的相关资料也可自行前往松瀚的官网www.sonix.com 寻找先看单片机资料我们得知MCU为32M本次开发目标为使用T2的COM(P06)输出指定占空比的PWM波并同步在T2COM3中断中反转P25用以辅助调试。首先我们需要对系统时钟进行配置。CLKSEL 0x06; // Fcpu 32M/2 16M CLKCMD 0X69; CKCON 0X10; // From 8M WDTR 0x5A; // clear watchdog我们得知时钟基准如下所示然后我们需要对使用到的输出I/O进行配置P0 0; P0M 0x40; //P06 设置为输出模式 P0UR 0xFF; P1 0; P1M 0x00; P1UR 0xFF; P2 0; P2M 0x20; //P25设置为输出模式 P2UR 0xFF;这样我们就可以让I/O输出我们想要的高低电平了在这之后则是对TIM2进行配置void InitT2 (void) { //初始化T2 TH2 0x00; TL2 0x00; CRCH 0xFF; CRCL 0xBE; CCH3 0xFF; CCL3 0xFF; //Bit7 1 fcpu/24 bit6 1 TH2/TL2等于CRC时生成中断 //Bit5 0 NA bit4-3 10 设定为自动重新装填 //bit2 0 直接反馈在引脚 bit1-0 01 时钟取决于Bit7 T2CON 0xD1; //bit7-6 10 T2COM3由比较器输出反转电平 //bit5-4 3-2 1-0 分别用00 关闭COM2 COM1 COM0 CCEN 0x80; //bit7 1 T2定时器外部重载中断启动 //bit5 T2定时器COM3中断启动 //其余Bit T2其他中断暂时关闭 IEN1| 0xA0; // Enable total/Timer2 interrupt //bit7 1 所有中断开启 Bit5 T2定时器中断 //bit4 0 UART中断 bit3 T1定时器中断 //bit2 0 外部P0.2(INT1)中断 //bit1 0 T0定时中断 bit0 P20(INT0)中断 IEN0 | 0xA0; }从我们配置以及比较器原理我们可以得知当且仅当TH2/TL2等于CRC时产生中断。我们目标为输出10KHz0~100%占空比的PWM波。此时由于对T2CON的配置T2为时钟的1/24。所以对于CRC和CC3的赋值(HL组成四位的十六进制数0xXXXX)我们可以进行计算定时器分频中断周期所需计数值(10KHz)CRCHCRCL将0xFFBE拆分赋值给CRCH和CRCL即得到CRCH0xFFCRCL0xBE此时PWM周期为100us(即频率10KHz)那么对于占空比而言占空比取决于和CRC比较的计数器CC3(CCH3CCL3)和CRC的比较结果。例如我们让CC3从33开始计数则占空比为50%。那么根据这个原理我们可以得到对于占空比赋值的函数#define RELOAD_VALUE 0xFFBE // 重载固定值 #define PERIOD_COUNTS 66 // 周期计数66(100us1.5us/c1k) float compare_offset 0; uint16_t target_compare 0; extern uint8_t PWMResetFlag 1; /** * brief 设置T2C3PWM占空比(精度0.1 * param duty占空比范围(0.0~100.0)支持小数点后一位(如60.5) * note 本函数不改变PwM频闭(固定1okHz仅修改比较寄存器值 */ void T2C3PWMSet(float duty) { if(PWMResetFlag) { PWMResetFlag 0; //检查是否为有效参数 if(duty 0.0f) {duty 0.0f;} if(duty 100.0f) {duty 100.0f;} //计算目标比较值浮点数运算 compare_offset (duty / 100.0f) * PERIOD_COUNTS; // 四舍五入整数 target_compare (uint16_t)(RELOAD_VALUE compare_offset 0.5f); //防止溢出 if(target_compare 0xFFFF) target_compare 0xFFFF; if(target_compare RELOAD_VALUE) target_compare RELOAD_VALUE; //更新占空比 CCL3 (uint8_t)(target_compare 0xFF); CCH3 (uint8_t)(target_compare 8); PWMResetFlag 1; } }如此以来我们便有了一个能自由设定T2COM3PWM占空比的函数。整个程序则为#define RELOAD_VALUE 0xFFBE // 重载固定值 #define PERIOD_COUNTS 66 // 周期计数66(100us1.5us/c1k) float compare_offset 0; uint16_t target_compare 0; extern uint8_t PWMResetFlag 1; //----------------------------------------------------------------------------- // Function Prototypes //----------------------------------------------------------------------------- void InitT2 (void); //TIM2比较器产生PWM波 void T2C3PWMSet(float duty); //T2COM3占空比值设定 //----------------------------------------------------------------------------- // Main loop //----------------------------------------------------------------------------- void main(void) { CLKSEL 0x06; // Fcpu 32M/2 16M CLKCMD 0X69; CKCON 0X10; // From 8M WDTR 0x5A; // clear watchdog P0 0; P0M 0x40; //P06 P0UR 0xFF; P1 0; P1M 0x00; P1UR 0xFF; P2 0; P2M 0x20; //P25 P2UR 0xFF; InitT2(); while (1) { WDTR 0x5A; // clear watchdog if watchdog enable T2C3PWMSet(40.0); } } void InitT2 (void) { //初始化T2 TH2 0x00; TL2 0x00; CRCH 0xFF; CRCL 0xBE; CCH3 0xFF; CCL3 0xFF; //Bit7 1 fcpu/24 bit6 1 TH2/TL2等于CRC时生成中断 //Bit5 0 NA bit4-3 10 自动重新装填 //bit2 0 直接反应在引脚 bitl-0 01 时钟取决于bit7 T2CON 0xD1; //bit7-6 10 T2COM3比较器输出反转电平 //bit5-4 3-2 1-0 分别对应COM2 COM1 COM0 00关闭 CCEN 0x80; //bit7 1 T2定时器外部重载中断启动 //bit5 T2定时器COM3中断启动 //T2其余bit其他中断暂时关闭 IEN1| 0xA0; // Enable total/Timer2 interrupt IEN0 | 0xA0; } void T2C3PWMSet(float duty) { if(PWMResetFlag) { PWMResetFlag 0; //检查是否为有效参数 if(duty 0.0f) {duty 0.0f;} if(duty 100.0f) {duty 100.0f;} //计算目标比较值浮点数运算 compare_offset (duty / 100.0f) * PERIOD_COUNTS; // 四舍五入整数 target_compare (uint16_t)(RELOAD_VALUE compare_offset 0.5f); //防止溢出 if(target_compare 0xFFFF) target_compare 0xFFFF; if(target_compare RELOAD_VALUE) target_compare RELOAD_VALUE; //更新占空比 CCL3 (uint8_t)(target_compare 0xFF); CCH3 (uint8_t)(target_compare 8); PWMResetFlag 1; } } void T2Interrupt(void) interrupt ISRTimer2 //0x2B { //TF2/TF2RL clear by software if ((IRCON 0x40) 0x40) { IRCON 0xBF; //Clear TF2 } if ((IRCON 0x80) 0x80) { IRCON 0x7F; //Clear TF2RL } } void T2COM3Interrupt(void) interrupt ISRCom4 //0x6B { //TF2C3 clear by hardware P25 ~P25; }单片机上电运行后我们可以观测到P06(黄线C1)输出40%正占空比的PWM,P25(粉线C2)每100us反转一次电平。由于硬件电路设计我这里P06电平是反转的故实际为40%负占空比的PWM波。以上是松瀚SN8F5703利用T2比较器输出指定频率和占空比PWM波的完整代码。相关原理和实现步骤已详细说明如需调整频率或占空比参数可参考代码中的对应设置。