STC12系列单片机PCA模块应用

    STC12C5系列单片机属于增强性单片机，有多强呢？带有SPI接口，PCA模块，定时器输出，16K+的片上ROM，越来越妖孽了！前面见识了定时器输出功能，现在来领教一下STC12C5A60S单片机的PCA捕捉比较模块，后面有心情再看看SPI模块。

    按我个人理解捕捉比较的意思应该是捕捉外部引脚上的跳变，与预设的值比较，然后做相应的动作。下文按这个理解展开。老规矩，寄存器功能介绍省略了，懒得抄手册了。

    虽然说寄存器设置的说明不介绍，不过表格还是得给一张，这样条理比较清晰，如下：

   

1)PCA模块PWM的应用，感觉设置寄存器最少的一个：

PWM(脉宽调制，改变输出方波的占空比)估计拥有最广泛的应用空间(恕我眼见浅)，据说常有人用PWM做心跳灯向妹子表白，不知道有没有成功；还有改变直流电机的输出转速。。。 

怎么理解PWM这个功能呢？刚去了趟WC突然想到了：在一个有0xFF个刻度的跑表上，CH是秒表，CCAPnH是表面上的一个绊脚石，当CH遇到绊脚石，直接给跪了，一直跪到下一轮0x00，继续站起来行走。如果CCAPnH没被移动，CH还在同一个地方周而复始的摔倒（人说不要再同一个地方摔倒）。然后计算从0x00-0xFF这段时间里，CH站着走路占了这段时间的百分之几，给跪占了剩下的多少（路遇倒地不扶也就算了还做应用题）！

#include <STC\STC12C5A.H>enum sState{    sInit=0,sPca,sClk,sPwm,sClkOut,};#define CCF1_INT 0x02#define CCF0_INT 0x01#define ResetPCA() \do{ \    CCON = 0; \    CL = 0; \    CH = 0; \    CMOD = 0x00; \    CCAPM0 = 0x00; \    CCAPM1 = 0x00; \}while(0); \#define StartPCA() \do{ \    CR = 1; \}while(0); \#define StopPCA() \do{ \    CR = 0; \}while(0); \#define SetModnCmp(n) \do{ \     CCAPM##n |= PCA0_ECOM; \    CCAPM##n |= PCA0_MAT; \    }while(0); \#define SetModnTog(n) \do{ \    CCAPM##n |= PCA0_TOG; \}while(0); \#define SetCapnMod(n,mod) \do{ \    CCAPM##n |= mod; \}while(0); \#define SetCCAPn(n,hi,lo) \do{ \    CCAP##n##H = hi; \    CCAP##n##L = lo; \    }while(0); \//ECCFn 使能CCFn中断。使能寄存器CCON的比较/捕获标志CCFn，用来产生中断。#define EnPcaModnInt(n) \do{ \    CCAPM##n |= PCA0_ECCF; \    }while(0); \//PCA0_ECOM 允许比较器功能控制位//PCA0_PWM 脉宽调制模式。当PWMn=1时，CEXn脚用作脉宽调制输出#define SetPwmMod(n) \do{ \    CCAPM##n |= PCA0_ECOM|PCA0_PWM; \    }while(0); \unsigned int CCAPnHVal = 0x80,CCAPnLVal = 0x80; void delay(){    int i=0,j=0;    for(i=0;i<1000;i++)    {        for(j=0;j<110;j++);    }}int main(){    unsigned char sState = sInit;    ResetPCA();    //pwm有比较功能 但没用到匹配...真特立独行    //只要设置CCAPMn的PWM位和比较位    SetPwmMod(0);        //设置占空比，有点类似定时器Mod2，TH自动装载到TL    //此处是CCAPnH自动装载到CCAPnL(8位)；CH装载到CL(8位)    //CH-CL低于    CCAPnH-CCAPnL输出0，其他输出1    while(1)    {        StopPCA();        SetCCAPn(0,CCAPnHVal,CCAPnLVal);        if(CCAPnHVal == 0xF0)            CCAPnLVal = CCAPnHVal = 0x00;        else            CCAPnLVal = CCAPnHVal = CCAPnLVal+0x10;        //启动pca模块        StartPCA();        delay();    }}

PWM0的输出引脚是P1.3在我的开发板上正好连了一个红色LED，忽明忽亮的，眼都刺瞎了！用示波器测试时的确输出可变的波形。（无图无真相随我BB）

本来想用中断控制pwm占空比，不过没成功，没法调试好麻烦，只能用这种粗线条的延时了。

2) 在看PCA捕捉功能之前，先看下51MCU的计数器功能，PCA的捕捉功能应该是加强版计数器：

2a) 51的定时器对系统时钟计数，计满诺干个时钟脉冲后，产生溢出；计数器对外部输入信号计数，计满诺干负跳变后，产生溢出。传说，计算流水线上的工件数会用到计数器功能。想象一下点钞机里的票票经过光感时，使计数器不断的加一，想想是不是有点小激动？醒醒了，拿钱不是自己的。还是看下面的代码了

#include <reg51.h>#define MakeByte(target, Hi,Lo) \  do{ \      target |= (((Hi)<<4)|(Lo)); \   }while(0); \    #define SetTH(n,val) \  do{ \      TH##n = val; \  }while(0); \    #define SetTL(n,val)  \  do{ \      TL##n = val; \  }while(0); \    #define EnableET(n) \  do{ \      ET##n = 0x01; \      IE |= 0x80; \  }while(0); \#define StartClk(val) \do{ \TCON |= val; \}while(0); \sbit P10=P1^0;int main(){//T0工作在方式2 计数器模式MakeByte(TMOD,0x00,0x06);SetTH(0,0xFF);SetTL(0,0xFF);EnableET(0);//启动定时器StartClk(0x10);while(1);}  void IsrT0() interrupt 1 {    //TH自动装入0xFF，再计满一个负跳变又能进入isr    P10 = ~P10;}

程序对P3.4引脚采样，遇到负跳变计数器加1，因为设置计数溢出是0xFF，因此只要有负跳变就产生中断，对P1.0引脚取反。因为文章是关于PCA的，所以不能安排MCU计数器模块抢了镜头~

蓝色波形是信号发生器的输出，黄色波形是P1.0的输出。因为2个负跳变产生一个完整的波形，因此P1.0方波周期正好对应2个信号发生器的周期。

2b) 回到文章的主角PCA模块，当PCA模块工作在捕获模式时，对外部输入CEXn(P13/P14)的跳变进行采样。当采样到有效跳变时，PCA硬件将PCA计数器阵列寄存器（CH和CL）的值装载到捕获寄存器（CCAPnH和CCAPnL）中。如果CCON中的CCFn位和CCAPMn中的ECCFn位被置位，将产生中断。

#include <STC\STC12C5A.H>enum sState{sInit=0,sPca,sClk,sPwm,sClkOut,};#define CCF1_INT 0x02#define CCF0_INT 0x01#define ResetPCA() \do{ \CCON = 0; \CL = 0; \CH = 0; \CMOD = 0x00; \CCAPM0 = 0x00; \CCAPM1 = 0x00; \}while(0); \#define StartPCA() \do{ \CR = 1; \}while(0); \#define StopPCA() \do{ \CR = 0; \}while(0); \#define SetModnCmp(n) \do{ \ CCAPM##n |= PCA0_ECOM; \CCAPM##n |= PCA0_MAT; \}while(0); \#define SetModnTog(n) \do{ \CCAPM##n |= PCA0_TOG; \}while(0); \#define SetCapnMod(n,mod) \do{ \CCAPM##n |= mod; \}while(0); \#define SetCCAPn(n,hi,lo) \do{ \CCAP##n##H = hi; \CCAP##n##L = lo; \}while(0); \//ECCFn 使能CCFn中断。使能寄存器CCON的比较/捕获标志CCFn，用来产生中断。#define EnPcaModnInt(n) \do{ \CCAPM##n |= PCA0_ECCF; \}while(0); \//PCA0_ECOM 允许比较器功能控制位//PCA0_PWM 脉宽调制模式。当PWMn=1时，CEXn脚用作脉宽调制输出#define SetPwmMod(n) \do{ \CCAPM##n |= PCA0_ECOM|PCA0_PWM; \}while(0); \//当PCA模块工作在捕获模式时，对外部输入CEXn的跳变进行采样。//当采样到有效跳变时，PCA硬件将PCA计数器阵列寄存器（CH和CL）的值装载到捕获寄存器（CCAPnH和CCAPnL）中。//如果CCON中的CCFn位和CCAPMn中的ECCFn位被置位，将产生中断。//当P1.3出现下降沿时产生中断 对P1.5取反void delay(){    int i=0,j=0;    for(i=0;i<200;i++)    {        for(j=0;j<110;j++);    }}int main(){unsigned char sState = sInit;ResetPCA();EA = 1;//捕捉模式，捕捉到跳变沿时触发中断//CH-CL不用与CCAPnH-CCAPnL比较，因此不用使能ECOMn//也不需要设置PCA计数器阵列寄存器（CH和CL）以及捕获寄存器（CCAPnH和CCAPnL）SetCapnMod(0,PCA0_CAPN);//开启PCA中断EnPcaModnInt(0);//启动pca模块StartPCA();while(1){P12 = ~P12;delay();}}void PCA_ISR(void) interrupt 7{switch(CCON&0x03){//模块0触发中断case CCF0_INT://清除模块中断标志位CCON &=(0x00<<CCF0_INT);P15 = ~P15;break;//模块1触发中断case CCF1_INT:CCON &=(0x00<<CCF1_INT);break;default:break;}}

程序烧写到MCU后，用跳线帽连接P12和P13，使得P13对P12的输出经行采样。下面是示波器的输出：

蓝色波形是P12引脚的输出，黄色波形是P15引脚的输出。图中（我的低端示波器）可以很明显的看出P13上采样到一个负跳表，P15发生一次翻转。

这个功能跟计数器每次计满一个脉冲就触发中断类似，不过感觉没有计数器那么灵活，它可以计数256个跳变，不过PCA捕捉可以同时捕捉双边沿，可用于脉宽测量；

STC MCU PCA模块还有其他功能，不过感觉有点无聊，就不一一展示了，不过代码还是要贴上来已做备忘：

#include <STC\STC12C5A.H>enum sState{sInit=0,sPca,sClk,sPwm,sClkOut,};#define CCF1_INT 0x02#define CCF0_INT 0x01#define ResetPCA() \do{ \CCON = 0; \CL = 0; \CH = 0; \CMOD = 0x00; \CCAPM0 = 0x00; \CCAPM1 = 0x00; \}while(0); \#define StartPCA() \do{ \CR = 1; \}while(0); \#define SetModnCmp(n) \do{ \ CCAPM##n |= PCA0_ECOM; \CCAPM##n |= PCA0_MAT; \}while(0); \#define SetModnTog(n) \do{ \CCAPM##n |= PCA0_TOG; \}while(0); \#define SetCapnMod(n,mod) \do{ \CCAPM##n |= mod; \}while(0); \#define SetCCAPn(n,hi,lo) \do{ \CCAP##n##H = hi; \CCAP##n##L = lo; \}while(0); \//#define EnPcaModnInt(n) \do{ \CCAPM##n |= PCA0_ECCF; \}while(0); \#define SetPwmMod(n) \do{ \CCAPM##n |= PCA0_ECOM|PCA0_PWM; \}while(0); \int main(){unsigned char sState = sInit;ResetPCA();EA = 1;while(1){switch(sState){case sInit://输入提示break;default: sState = sInit;break;case sPca:ResetPCA();//捕捉模式，捕捉到跳变沿时触发中断//CH-CL不用与CCAPnH-CCAPnL比较，因此不用使能ECOMn//也不需要设置PCA计数器阵列寄存器（CH和CL）以及捕获寄存器（CCAPnH和CCAPnL）SetCapnMod(0,PCA0_CAPN|PCA0_CAPP);//开启PCA中断EnPcaModnInt(0);sState = sInit;break;case sClk:                        //软件定时器功能                        ResetPCA();//定时器功能//CH-CL增加计数值，然后与CCAPnH和CCAPnL比较，相等触发中断//有比较功能 设置比较和匹配控制位SetModnCmp(0);//设置 CCAPnH和CCAPnL，当CH-CL计数值==CCAPnH-CCAPnL中的预制值//发生中断SetCCAPn(0,0x80,0x00);//开启PCA中断EnPcaModnInt(0);sState = sInit;break;case sPwm:ResetPCA();//pwm有比较功能 但没用到匹配...真特立独行//只要设置CCAPMn的PWM位和比较位SetPwmMod(0);//设置占空比，有点类似定时器Mod2，TH自动装载到TL//此处是CCAPnH自动装载到此处是CCAPnL(8位)；CH装载到CL(8位)//CH-CL低于CCAPnH-CCAPnL输出0，其他输出1SetCCAPn(0,0x80,0x80);sState = sInit;break;case sClkOut:                        //高速输出功能                        ResetPCA();//当PCA计数器的CH-CL与CCAPnH-CCAPnL中的预制值相等时//CCPn发生翻转，这个功能也用到比较-匹配SetModnCmp(0);SetModnTog(0);EnPcaModnInt(0);sState = sInit;break;   }//启动pca模块StartPCA();}}void PCA_ISR(void) interrupt 7{switch(CCON&0x03){//模块0触发中断case CCF0_INT://清除模块中断标志位CCON &=(0x00<<CCF0_INT);break;//模块1触发中断case CCF1_INT:CCON &=(0x00<<CCF1_INT);break;default:break;}}