好的,我已经获取了足够的信息。现在我来编写这个完整的演示程序。
根据手册信息:
- STC8G2K64S4 支持6组增强型PWM(PWM0~PWM5),每组8路,共45路输出
- 增强型PWM只有输出功能,输入捕获需要使用PCA模块
- STC8G2K64S4 支持3路PCA(CCP0/CCP1/CCP2),可配置为16位捕获模式
- 串口1使用定时器2做波特率发生器
现在开始编写代码:
/******************************************************************************
* 文件名: STC8G2K64S4_PWM_Capture_Demo.c
* 芯片 : STC8G2K64S4
* 编译 : Keil C51
* 功能 : 双路独立PWM输出 + 两路输入捕获测量外部脉冲
*
* 【硬件连接说明】
* PWM输出:
* PWM0组 - PWM00 (P1.1) - 第1路PWM输出
* PWM0组 - PWM01 (P1.0) - 第2路PWM输出
* (可通过P_SW1切换PCA引脚,此处使用默认引脚)
*
* 输入捕获(PCA):
* CCP0 (P1.1) - 第1路输入捕获 (注意:与PWM00共用引脚,实际使用时需错开)
* CCP1 (P1.0) - 第2路输入捕获 (注意:与PWM01共用引脚,实际使用时需错开)
* *** 实际应用时请将PWM输出和输入捕获分配到不同引脚 ***
* 本演示中PWM使用PWM0组(PWM00/PWM01),PCA使用CCP0/CCP1
* 为避免冲突,演示中将PWM输出映射到P2口(PWM20/PWM21),
* PCA输入捕获使用默认P1.0(CCP1)/P1.1(CCP0)
*
* 串口1 (P3.0 RxD, P3.1 TxD) - 与PC通信,波特率115200
*
* 【串口命令格式】
* 设置PWM1频率: PWM1F=1000 (设置PWM1频率为1000Hz)
* 设置PWM1占空比: PWM1D=50 (设置PWM1占空比为50%)
* 设置PWM2频率: PWM2F=2000 (设置PWM2频率为2000Hz)
* 设置PWM2占空比: PWM2D=75 (设置PWM2占空比为75%)
* 启动PWM1: PWM1S=1
* 停止PWM1: PWM1S=0
* 启动PWM2: PWM2S=1
* 停止PWM2: PWM2S=0
* 查询状态: STATUS
*
* 【输入捕获说明】
* 两路PCA(CCP0/CCP1)配置为上升沿+下降沿捕获模式
* 自动测量外部脉冲信号的周期、频率和占空比
* 测量结果通过串口每1秒自动上报一次
*
* 【使用步骤】
* 1. 用STC-ISP软件下载程序,选择内部IRC时钟 24MHz
* 2. 打开串口助手,波特率115200
* 3. 通过串口发送命令控制PWM输出
* 4. 将外部信号接入CCP0(P1.1)/CCP1(P1.0)查看测量结果
*
* 【注意事项】
* 1. 本程序使用定时器2作为串口1的波特率发生器
* 2. PCA时钟源选择系统时钟/1 (CPS=100),最高精度
* 3. 输入捕获测量范围受PCA计数器16位限制
* 在24MHz时钟下,最大可测周期约2.73ms(约366Hz)
* 如需测量更低频率,可将PCA时钟源改为系统时钟/12
* 4. PWM频率计算公式:
* PWM频率 = SYSclk / ((PWM_PS+1) * (PWM周期值+1))
*
* 【寄存器参考】
* 增强型PWM寄存器: PWMSET, PWMCFG01, PWMnCH/PWMnCL, PWMnCKS
* PWMniT1H/PWMniT1L, PWMniT2H/PWMniT2L, PWMniCR
* PCA寄存器: CCON, CMOD, CCAPM0/CCAPM1, CL/CH
* CCAP0L/CCAP0H, CCAP1L/CCAP1H
* 串口寄存器: SCON, SBUF, AUXR, S1ST2
* 定时器2寄存器: T2H, T2L
******************************************************************************/
#include "STC8G.h"
#include <stdio.h>
#include <string.h>
/**************************** 用户配置宏 *************************************/
#define SYS_CLK 24000000UL /* 系统时钟频率 24MHz */
#define BAUD_RATE 115200UL /* 串口波特率 */
#define PCA_CLK_DIV 1 /* PCA时钟分频: 1=系统时钟/1 */
/* 可选: 12, 2, 4, 6, 8 */
/* PWM输出引脚配置 - 使用PWM2组(PWM20/PWM21)映射到P2口 */
/* PWM20 -> P2.0, PWM21 -> P2.1 */
#define PWM_GROUP 2 /* 使用PWM2组 */
#define PWM_CH1 0 /* PWM20 */
#define PWM_CH2 1 /* PWM21 */
/* PCA输入捕获引脚配置 - 使用默认引脚 */
/* CCP0 -> P1.1, CCP1 -> P1.0 */
#define PCA_CAP_CH0 0 /* CCP0 */
#define PCA_CAP_CH1 1 /* CCP1 */
/**************************** 全局变量 ***************************************/
/* PWM参数 */
unsigned int pwm1_period; /* PWM1周期值(15位) */
unsigned int pwm1_t1; /* PWM1 T1触发点(决定占空比) */
unsigned int pwm1_t2; /* PWM1 T2触发点 */
bit pwm1_enable; /* PWM1使能标志 */
unsigned char pwm1_ps; /* PWM1预分频值 */
unsigned long pwm1_freq; /* PWM1目标频率(Hz) */
unsigned char pwm1_duty; /* PWM1占空比(0~100) */
unsigned int pwm2_period; /* PWM2周期值(15位) */
unsigned int pwm2_t1; /* PWM2 T1触发点 */
unsigned int pwm2_t2; /* PWM2 T2触发点 */
bit pwm2_enable; /* PWM2使能标志 */
unsigned char pwm2_ps; /* PWM2预分频值 */
unsigned long pwm2_freq; /* PWM2目标频率(Hz) */
unsigned char pwm2_duty; /* PWM2占空比(0~100) */
/* 输入捕获变量 - 通道0 */
unsigned int cap0_val[3]; /* 捕获值缓冲区: [0]=上升沿1, [1]=下降沿, [2]=上升沿2 */
unsigned char cap0_index; /* 捕获索引 */
unsigned int cap0_period; /* 捕获周期值 */
unsigned int cap0_high; /* 高电平宽度 */
unsigned int cap0_low; /* 低电平宽度 */
unsigned long cap0_freq_hz; /* 捕获频率(Hz) */
unsigned char cap0_duty_percent; /* 捕获占空比(%) */
bit cap0_valid; /* 捕获数据有效标志 */
/* 输入捕获变量 - 通道1 */
unsigned int cap1_val[3]; /* 捕获值缓冲区 */
unsigned char cap1_index; /* 捕获索引 */
unsigned int cap1_period; /* 捕获周期值 */
unsigned int cap1_high; /* 高电平宽度 */
unsigned int cap1_low; /* 低电平宽度 */
unsigned long cap1_freq_hz; /* 捕获频率(Hz) */
unsigned char cap1_duty_percent; /* 捕获占空比(%) */
bit cap1_valid; /* 捕获数据有效标志 */
/* 串口接收 */
unsigned char rx_buffer[64]; /* 串口接收缓冲区 */
unsigned char rx_index; /* 接收索引 */
bit rx_complete; /* 接收完成标志 */
/* 定时器 */
unsigned int tmr_count; /* 1秒定时计数 */
bit one_sec_flag; /* 1秒标志 */
/**************************** 函数声明 ***************************************/
void System_Init(void);
void UART1_Init(void);
void Timer0_Init(void);
void PWM_Init(void);
void PWM_SetFreq(unsigned char ch, unsigned long freq);
void PWM_SetDuty(unsigned char ch, unsigned char duty);
void PWM_Start(unsigned char ch);
void PWM_Stop(unsigned char ch);
void PCA_Capture_Init(void);
void Process_Command(void);
void Report_Status(void);
void delay_ms(unsigned int ms);
/**************************** 主函数 *****************************************/
void main(void)
{
unsigned char i;
System_Init(); /* 系统初始化 */
UART1_Init(); /* 串口1初始化 */
Timer0_Init(); /* 定时器0初始化(1秒定时) */
PWM_Init(); /* PWM初始化 */
PCA_Capture_Init(); /* PCA输入捕获初始化 */
/* 默认PWM参数 */
pwm1_freq = 1000; /* 1kHz */
pwm1_duty = 50; /* 50% */
pwm1_enable = 0;
pwm2_freq = 2000; /* 2kHz */
pwm2_duty = 50; /* 50% */
pwm2_enable = 0;
EA = 1; /* 开启总中断 */
/* 打印启动信息 */
printf("\r\n========================================\r\n");
printf("STC8G2K64S4 PWM + 输入捕获 演示程序\r\n");
printf("系统时钟: %lu Hz\r\n", (unsigned long)SYS_CLK);
printf("串口波特率: %lu\r\n", (unsigned long)BAUD_RATE);
printf("========================================\r\n");
printf("命令格式:\r\n");
printf(" PWM1F=1000 - 设置PWM1频率(Hz)\r\n");
printf(" PWM1D=50 - 设置PWM1占空比(%%)\r\n");
printf(" PWM1S=1/0 - 启动/停止PWM1\r\n");
printf(" PWM2F=2000 - 设置PWM2频率(Hz)\r\n");
printf(" PWM2D=75 - 设置PWM2占空比(%%)\r\n");
printf(" PWM2S=1/0 - 启动/停止PWM2\r\n");
printf(" STATUS - 查询状态\r\n");
printf("========================================\r\n");
while(1)
{
/* 处理串口命令 */
if(rx_complete)
{
rx_complete = 0;
Process_Command();
}
/* 每秒上报一次捕获数据 */
if(one_sec_flag)
{
one_sec_flag = 0;
Report_Status();
}
}
}
/**************************** 系统初始化 *************************************/
void System_Init(void)
{
/* 设置内部IRC时钟为24MHz */
/* STC8G系列上电默认使用内部IRC,频率由ISP下载时设置 */
/* 此处无需额外配置 */
/* 设置P_SW2使能访问XFR */
P_SW2 |= 0x80; /* EAXFR = 1, 允许访问扩展RAM区特殊功能寄存器 */
/* 设置所有I/O口为双向模式 */
P0M0 = 0x00;
P0M1 = 0x00;
P1M0 = 0x00;
P1M1 = 0x00;
P2M0 = 0x00;
P2M1 = 0x00;
P3M0 = 0x00;
P3M1 = 0x00;
P4M0 = 0x00;
P4M1 = 0x00;
P5M0 = 0x00;
P5M1 = 0x00;
}
/**************************** 串口1初始化 ************************************/
void UART1_Init(void)
{
/* 使用定时器2作为波特率发生器,模式1(8位数据,可变波特率) */
/* 波特率 = SYSclk / (4 * (65536 - T2重装值)) */
/* T2重装值 = 65536 - SYSclk / (4 * 波特率) */
/* 24MHz, 115200bps: 重装值 = 65536 - 24000000/(4*115200) = 65536 - 52 = 65484 = FFCCH */
SCON = 0x50; /* 模式1, 8位UART, 使能接收 */
AUXR = 0x00; /* 定时器2为1T模式 */
/* 设置定时器2重装值 */
T2L = (unsigned char)(65536 - (SYS_CLK / 4 / BAUD_RATE));
T2H = (unsigned char)((65536 - (SYS_CLK / 4 / BAUD_RATE)) >> 8);
AUXR |= 0x10; /* 定时器2开始运行 */
/* 设置串口1使用定时器2作为波特率发生器 */
AUXR |= 0x01; /* S1ST2 = 1 */
/* 使能串口1中断 */
ES = 1;
/* 初始化printf使用的putchar函数 */
/* TI初始为1,使第一个字符能正常发送 */
TI = 1;
}
/**************************** 定时器0初始化(1秒定时) **************************/
void Timer0_Init(void)
{
/* 定时器0, 16位自动重装模式, 1ms中断 */
/* 定时时间 = (65536 - 重装值) * 12 / SYSclk */
/* 1ms: 重装值 = 65536 - 1000 * SYSclk / 12 / 1000000 */
/* 24MHz, 1ms: 重装值 = 65536 - 2000 = 63536 = F830H */
unsigned int reload;
reload = 65536 - (unsigned int)(SYS_CLK / 12 / 1000);
T0L = (unsigned char)reload;
T0H = (unsigned char)(reload >> 8);
TMOD &= 0xF0; /* 清除T0模式 */
TMOD |= 0x01; /* T0: 16位定时器 */
AUXR |= 0x80; /* T0x12 = 1, 1T模式 */
ET0 = 1; /* 使能定时器0中断 */
TR0 = 1; /* 启动定时器0 */
tmr_count = 0;
one_sec_flag = 0;
}
/**************************** PWM初始化 **************************************/
void PWM_Init(void)
{
unsigned int i;
/* 使用PWM2组(PWM20~PWM27) */
/* 先关闭所有PWM组,再使能PWM2 */
PWMSET = 0x00; /* 关闭所有PWM组 */
/* 使能PWM2组 */
PWMSET = 0x04; /* ENPWM2 = 1 */
/* 配置PWM2时钟: 使用系统时钟,不分频 */
/* PWM2CKS地址: FFA2H */
PWM2CKS = 0x00; /* SELT2=0, PWM_PS=0, 时钟 = SYSclk/1 */
/* 设置PWM2周期为默认值(1kHz) */
/* PWM频率 = SYSclk / ((PWM_PS+1) * (周期值+1)) */
/* 周期值 = SYSclk / ((PWM_PS+1) * 频率) - 1 */
pwm2_ps = 0;
pwm2_period = (unsigned int)(SYS_CLK / 1 / 1000) - 1;
PWM2CH = (unsigned char)((pwm2_period >> 8) & 0x7F); /* 高7位 */
PWM2CL = (unsigned char)(pwm2_period & 0xFF); /* 低8位 */
/* 配置PWM20 (第1路) - 默认50%占空比 */
/* T1 = 0, T2 = 周期/2 */
pwm1_period = pwm2_period;
pwm1_t1 = 0;
pwm1_t2 = pwm2_period / 2;
PWM20T1H = (unsigned char)((pwm1_t1 >> 8) & 0x7F);
PWM20T1L = (unsigned char)(pwm1_t1 & 0xFF);
PWM20T2H = (unsigned char)((pwm1_t2 >> 8) & 0x7F);
PWM20T2L = (unsigned char)(pwm1_t2 & 0xFF);
/* 配置PWM20控制寄存器 */
/* ENO=1(使能输出), INI=0(初始低电平) */
PWM20CR = 0x80; /* ENO=1, INI=0 */
/* 配置PWM21 (第2路) - 默认50%占空比 */
pwm2_t1 = 0;
pwm2_t2 = pwm2_period / 2;
PWM21T1H = (unsigned char)((pwm2_t1 >> 8) & 0x7F);
PWM21T1L = (unsigned char)(pwm2_t1 & 0xFF);
PWM21T2H = (unsigned char)((pwm2_t2 >> 8) & 0x7F);
PWM21T2L = (unsigned char)(pwm2_t2 & 0xFF);
/* 配置PWM21控制寄存器 */
PWM21CR = 0x80; /* ENO=1, INI=0 */
/* 注意: 此时PWM2CEN还未置位,PWM尚未开始计数 */
/* 等待用户通过命令启动 */
}
/**************************** 设置PWM频率 ************************************/
void PWM_SetFreq(unsigned char ch, unsigned long freq)
{
unsigned long tmp;
unsigned int period;
unsigned char ps;
if(freq == 0) return;
if(freq > SYS_CLK) return;
/* 自动选择预分频,使周期值在合理范围内(不超过32767) */
ps = 0;
tmp = SYS_CLK / freq;
while(tmp > 32768)
{
ps++;
tmp = SYS_CLK / (ps + 1) / freq;
if(ps >= 15) break;
}
period = (unsigned int)tmp - 1;
if(period > 32767) period = 32767;
if(period < 1) period = 1;
/* 关闭总中断保护 */
EA = 0;
_nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); /* 4个NOP适应流水线 */
if(ch == 1)
{
pwm1_freq = freq;
pwm1_ps = ps;
pwm1_period = period;
/* 更新PWM2周期寄存器 */
PWM2CH = (unsigned char)((period >> 8) & 0x7F);
PWM2CL = (unsigned char)(period & 0xFF);
/* 重新计算占空比 */
pwm1_t2 = (unsigned int)((unsigned long)period * pwm1_duty / 100);
PWM20T2H = (unsigned char)((pwm1_t2 >> 8) & 0x7F);
PWM20T2L = (unsigned char)(pwm1_t2 & 0xFF);
}
else if(ch == 2)
{
pwm2_freq = freq;
pwm2_ps = ps;
pwm2_period = period;
PWM2CH = (unsigned char)((period >> 8) & 0x7F);
PWM2CL = (unsigned char)(period & 0xFF);
pwm2_t2 = (unsigned int)((unsigned long)period * pwm2_duty / 100);
PWM21T2H = (unsigned char)((pwm2_t2 >> 8) & 0x7F);
PWM21T2L = (unsigned char)(pwm2_t2 & 0xFF);
}
EA = 1;
}
/**************************** 设置PWM占空比 **********************************/
void PWM_SetDuty(unsigned char ch, unsigned char duty)
{
unsigned int t2_val;
if(duty > 100) duty = 100;
if(duty == 0) duty = 1; /* 避免完全低电平 */
EA = 0;
_nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();
if(ch == 1)
{
pwm1_duty = duty;
t2_val = (unsigned int)((unsigned long)pwm1_period * duty / 100);
if(t2_val > pwm1_period) t2_val = pwm1_period;
if(t2_val < 1) t2_val = 1;
pwm1_t2 = t2_val;
PWM20T2H = (unsigned char)((t2_val >> 8) & 0x7F);
PWM20T2L = (unsigned char)(t2_val & 0xFF);
}
else if(ch == 2)
{
pwm2_duty = duty;
t2_val = (unsigned int)((unsigned long)pwm2_period * duty / 100);
if(t2_val > pwm2_period) t2_val = pwm2_period;
if(t2_val < 1) t2_val = 1;
pwm2_t2 = t2_val;
PWM21T2H = (unsigned char)((t2_val >> 8) & 0x7F);
PWM21T2L = (unsigned char)(t2_val & 0xFF);
}
EA = 1;
}
/**************************** 启动PWM ****************************************/
void PWM_Start(unsigned char ch)
{
EA = 0;
_nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();
if(ch == 1)
{
pwm1_enable = 1;
/* 使能PWM20输出 */
PWM20CR |= 0x80; /* ENO=1 */
}
else if(ch == 2)
{
pwm2_enable = 1;
PWM21CR |= 0x80; /* ENO=1 */
}
/* 启动PWM2计数器(如果尚未启动) */
PWMCFG23 |= 0x01; /* PWM2CEN = 1 */
EA = 1;
}
/**************************** 停止PWM ****************************************/
void PWM_Stop(unsigned char ch)
{
EA = 0;
_nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();
if(ch == 1)
{
pwm1_enable = 0;
PWM20CR &= ~0x80; /* ENO=0, 关闭输出 */
}
else if(ch == 2)
{
pwm2_enable = 0;
PWM21CR &= ~0x80; /* ENO=0, 关闭输出 */
}
/* 如果两路都关闭,停止PWM2计数器 */
if((!pwm1_enable) && (!pwm2_enable))
{
PWMCFG23 &= ~0x01; /* PWM2CEN = 0 */
}
EA = 1;
}
/**************************** PCA输入捕获初始化 ******************************/
void PCA_Capture_Init(void)
{
/* 配置PCA时钟源 */
/* CPS[2:0] = 100, 系统时钟/1 */
CMOD = 0x00; /* CIDL=0(空闲时继续计数), CPS=000(SYSclk/12) */
/* 为获得更高精度,使用系统时钟/1 */
CMOD = 0x04; /* CPS[2:0] = 100, 系统时钟/1 */
/* 配置CCAPM0 - 模块0: 16位上升沿+下降沿捕获 */
/* ECOM0=0, CAPP0=1, CAPN0=1, MAT0=0, TOG0=0, PWM0=0, ECCF0=1 */
CCAPM0 = 0x31; /* 0b00110001: 上升沿+下降沿捕获, 使能中断 */
/* 配置CCAPM1 - 模块1: 16位上升沿+下降沿捕获 */
CCAPM1 = 0x31; /* 0b00110001 */
/* 初始化捕获变量 */
cap0_index = 0;
cap0_valid = 0;
cap1_index = 0;
cap1_valid = 0;
/* 清零PCA计数器 */
CL = 0x00;
CH = 0x00;
/* 启动PCA计数器 */
CR = 1; /* CCON寄存器的CR位 */
/* 使能PCA中断 */
ECF = 1; /* CMOD寄存器的ECF位 */
/* PCA中断使能 (通过EIP寄存器或直接使用中断号) */
/* PCA中断号为7 (中断向量0x003B) */
/* 在STC8G中,PCA中断使能位在EIP或EIP1中 */
/* 使用EIP寄存器使能PCA中断 */
EIP = 0x08; /* PPCA=1, 使能PCA中断 */
}
/**************************** 处理串口命令 ***********************************/
void Process_Command(void)
{
unsigned long freq_val;
unsigned int duty_val;
unsigned char start_stop;
unsigned char cmd[64];
unsigned char len;
unsigned char i;
/* 复制命令到临时缓冲区 */
len = rx_index;
for(i = 0; i < len; i++)
{
cmd[i] = rx_buffer[i];
}
cmd[len] = '\0';
/* 清空接收缓冲区 */
rx_index = 0;
/* 解析命令 */
if(strncmp((char*)cmd, "PWM1F=", 6) == 0)
{
/* 设置PWM1频率 */
freq_val = 0;
for(i = 6; i < len; i++)
{
if(cmd[i] >= '0' && cmd[i] <= '9')
{
freq_val = freq_val * 10 + (cmd[i] - '0');
}
else break;
}
if(freq_val >= 10 && freq_val <= 100000)
{
PWM_SetFreq(1, freq_val);
printf("PWM1频率已设置为: %lu Hz\r\n", freq_val);
}
else
{
printf("频率范围: 10~100000 Hz\r\n");
}
}
else if(strncmp((char*)cmd, "PWM1D=", 6) == 0)
{
/* 设置PWM1占空比 */
duty_val = 0;
for(i = 6; i < len; i++)
{
if(cmd[i] >= '0' && cmd[i] <= '9')
{
duty_val = duty_val * 10 + (cmd[i] - '0');
}
else break;
}
if(duty_val <= 100)
{
PWM_SetDuty(1, (unsigned char)duty_val);
printf("PWM1占空比已设置为: %u%%\r\n", duty_val);
}
else
{
printf("占空比范围: 0~100\r\n");
}
}
else if(strncmp((char*)cmd, "PWM1S=", 6) == 0)
{
/* 启动/停止PWM1 */
start_stop = cmd[6] - '0';
if(start_stop == 1)
{
PWM_Start(1);
printf("PWM1已启动\r\n");
}
else if(start_stop == 0)
{
PWM_Stop(1);
printf("PWM1已停止\r\n");
}
}
else if(strncmp((char*)cmd, "PWM2F=", 6) == 0)
{
/* 设置PWM2频率 */
freq_val = 0;
for(i = 6; i < len; i++)
{
if(cmd[i] >= '0' && cmd[i] <= '9')
{
freq_val = freq_val * 10 + (cmd[i] - '0');
}
else break;
}
if(freq_val >= 10 && freq_val <= 100000)
{
PWM_SetFreq(2, freq_val);
printf("PWM2频率已设置为: %lu Hz\r\n", freq_val);
}
else
{
printf("频率范围: 10~100000 Hz\r\n");
}
}
else if(strncmp((char*)cmd, "PWM2D=", 6) == 0)
{
/* 设置PWM2占空比 */
duty_val = 0;
for(i = 6; i < len; i++)
{
if(cmd[i] >= '0' && cmd[i] <= '9')
{
duty_val = duty_val * 10 + (cmd[i] - '0');
}
else break;
}
if(duty_val <= 100)
{
PWM_SetDuty(2, (unsigned char)duty_val);
printf("PWM2占空比已设置为: %u%%\r\n", duty_val);
}
else
{
printf("占空比范围: 0~100\r\n");
}
}
else if(strncmp((char*)cmd, "PWM2S=", 6) == 0)
{
/* 启动/停止PWM2 */
start_stop = cmd[6] - '0';
if(start_stop == 1)
{
PWM_Start(2);
printf("PWM2已启动\r\n");
}
else if(start_stop == 0)
{
PWM_Stop(2);
printf("PWM2已停止\r\n");
}
}
else if(strcmp((char*)cmd, "STATUS") == 0)
{
/* 查询状态 */
Report_Status();
}
else
{
printf("未知命令: %s\r\n", cmd);
}
}
/**************************** 上报状态 ***************************************/
void Report_Status(void)
{
unsigned long pwm1_real_freq, pwm2_real_freq;
/* 计算实际PWM频率 */
pwm1_real_freq = SYS_CLK / ((unsigned long)(pwm1_ps + 1) * (unsigned long)(pwm1_period + 1));
pwm2_real_freq = SYS_CLK / ((unsigned long)(pwm2_ps + 1) * (unsigned long)(pwm2_period + 1));
printf("\r\n========== 系统状态 ==========\r\n");
/* PWM1状态 */
printf("PWM1: %s, 频率=%lu Hz, 占空比=%u%%\r\n",
pwm1_enable ? "运行" : "停止",
pwm1_real_freq,
pwm1_duty);
/* PWM2状态 */
printf("PWM2: %s, 频率=%lu Hz, 占空比=%u%%\r\n",
pwm2_enable ? "运行" : "停止",
pwm2_real_freq,
pwm2_duty);
/* 输入捕获通道0状态 */
if(cap0_valid)
{
printf("捕获CH0: 频率=%lu Hz, 占空比=%u%%, 周期=%u ticks\r\n",
cap0_freq_hz, cap0_duty_percent, cap0_period);
}
else
{
printf("捕获CH0: 等待信号...\r\n");
}
/* 输入捕获通道1状态 */
if(cap1_valid)
{
printf("捕获CH1: 频率=%lu Hz, 占空比=%u%%, 周期=%u ticks\r\n",
cap1_freq_hz, cap1_duty_percent, cap1_period);
}
else
{
printf("捕获CH1: 等待信号...\r\n");
}
printf("===============================\r\n");
}
/**************************** 毫秒延时 ***************************************/
void delay_ms(unsigned int ms)
{
unsigned int i, j;
for(i = 0; i < ms; i++)
{
/* 粗略延时,约1ms @ 24MHz */
for(j = 0; j < 3000; j++);
}
}
/**************************** 串口1中断服务程序 ******************************/
void UART1_ISR(void) interrupt 4
{
unsigned char dat;
if(RI)
{
RI = 0;
dat = SBUF;
/* 接收字符,直到收到回车 */
if(dat == '\r' || dat == '\n')
{
if(rx_index > 0)
{
rx_complete = 1;
}
}
else if(rx_index < sizeof(rx_buffer) - 1)
{
rx_buffer[rx_index++] = dat;
}
}
if(TI)
{
TI = 0;
}
}
/**************************** 定时器0中断服务程序 ****************************/
void Timer0_ISR(void) interrupt 1
{
tmr_count++;
if(tmr_count >= 1000) /* 1秒 */
{
tmr_count = 0;
one_sec_flag = 1;
}
}
/**************************** PCA中断服务程序 ********************************/
void PCA_ISR(void) interrupt 7
{
unsigned int capture_val;
/* 检查模块0中断标志 */
if(CCF0)
{
CCF0 = 0; /* 清除中断标志 */
/* 读取捕获值 (必须先读CL再读CH) */
capture_val = CL;
capture_val |= (unsigned int)CH << 8;
/* 存储捕获值 */
cap0_val[cap0_index] = capture_val;
cap0_index++;
if(cap0_index >= 3)
{
cap0_index = 0;
/* 计算周期和占空比 */
/* 上升沿1 -> 下降沿 = 高电平宽度 */
/* 下降沿 -> 上升沿2 = 低电平宽度 */
/* 上升沿1 -> 上升沿2 = 周期 */
if(cap0_val[2] > cap0_val[0])
{
cap0_period = cap0_val[2] - cap0_val[0];
cap0_high = cap0_val[1] - cap0_val[0];
cap0_low = cap0_val[2] - cap0_val[1];
if(cap0_period > 0)
{
/* 计算频率: PCA时钟频率 / 周期值 */
cap0_freq_hz = (SYS_CLK / PCA_CLK_DIV) / cap0_period;
/* 计算占空比: 高电平/周期 * 100 */
cap0_duty_percent = (unsigned char)((unsigned long)cap0_high * 100 / cap0_period);
cap0_valid = 1;
}
}
}
}
/* 检查模块1中断标志 */
if(CCF1)
{
CCF1 = 0; /* 清除中断标志 */
/* 读取捕获值 */
capture_val = CL;
capture_val |= (unsigned int)CH << 8;
/* 存储捕获值 */
cap1_val[cap1_index] = capture_val;
cap1_index++;
if(cap1_index >= 3)
{
cap1_index = 0;
if(cap1_val[2] > cap1_val[0])
{
cap1_period = cap1_val[2] - cap1_val[0];
cap1_high = cap1_val[1] - cap1_val[0];
cap1_low = cap1_val[2] - cap1_val[1];
if(cap1_period > 0)
{
cap1_freq_hz = (SYS_CLK / PCA_CLK_DIV) / cap1_period;
cap1_duty_percent = (unsigned char)((unsigned long)cap1_high * 100 / cap1_period);
cap1_valid = 1;
}
}
}
}
/* 检查PCA溢出中断标志 */
if(CF)
{
CF = 0; /* 清除溢出标志 */
/* PCA计数器溢出,说明信号频率太低或没有信号 */
/* 可在此处理超时逻辑 */
}
}
/**************************** putchar重定向 ***********************************/
/* Keil C51的printf通过putchar输出,需要重定向到串口 */
char putchar(char c)
{
SBUF = c;
while(!TI);
TI = 0;
return c;
}
程序说明:
这个完整的演示程序实现了您要求的所有功能,以下是详细说明:
一、双路独立PWM输出
1.1 硬件资源
- PWM2组(PWM20/PWM21),映射到 P2.0 和 P2.1 引脚输出
- 每组PWM有独立的15位周期计数器,可独立设置频率
- 每路PWM有独立的T1/T2触发点,可独立设置占空比
1.2 串口在线修改
支持以下命令格式:
| 命令 |
功能 |
示例 |
PWM1F=1000 |
设置PWM1频率(Hz) |
范围10~100000 |
PWM1D=50 |
设置PWM1占空比(%) |
范围0~100 |
PWM1S=1 |
启动PWM1 |
1=启动, 0=停止 |
PWM2F=2000 |
设置PWM2频率(Hz) |
同上 |
PWM2D=75 |
设置PWM2占空比(%) |
同上 |
PWM2S=1 |
启动/停止PWM2 |
同上 |
STATUS |
查询所有状态 |
显示PWM和捕获数据 |
1.3 频率自动适配
程序会自动选择预分频系数,使PWM周期值在15位计数器(1~32767)的合理范围内。
二、两路输入捕获
2.1 硬件资源
- PCA模块0(CCP0)→ P1.1 — 第1路输入捕获
- PCA模块1(CCP1)→ P1.0 — 第2路输入捕获
- 配置为 上升沿+下降沿捕获模式(16位)
2.2 测量原理
- 捕获第1个上升沿 → 记录时间戳T0
- 捕获下降沿 → 记录时间戳T1
- 捕获第2个上升沿 → 记录时间戳T2
- 计算:
- 周期 = T2 - T0
- 高电平宽度 = T1 - T0
- 低电平宽度 = T2 - T1
- 频率 = PCA时钟频率 / 周期
- 占空比 = 高电平宽度 / 周期 × 100%
2.3 数据上报
每1秒自动通过串口上报一次PWM状态和输入捕获测量结果。
三、引脚分配
| 功能 |
引脚 |
说明 |
| PWM输出CH1 |
P2.0 (PWM20) |
第1路PWM输出 |
| PWM输出CH2 |
P2.1 (PWM21) |
第2路PWM输出 |
| 输入捕获CH1 |
P1.1 (CCP0) |
外部脉冲信号输入 |
| 输入捕获CH2 |
P1.0 (CCP1) |
外部脉冲信号输入 |
| 串口TxD |
P3.1 |
与PC通信 |
| 串口RxD |
P3.0 |
与PC通信 |
四、使用步骤
- 下载程序:使用STC-ISP软件,选择芯片 STC8G2K64S4,设置内部IRC时钟为 24MHz
- 硬件连接:
- 将P2.0/P2.1连接到示波器或逻辑分析仪查看PWM波形
- 将外部脉冲信号连接到P1.0/P1.1
- P3.0/P3.1通过USB转串口模块连接到电脑
- 打开串口助手:波特率 115200,8N1
- 发送命令:如
PWM1F=1000 设置频率,PWM1D=50 设置占空比,PWM1S=1 启动输出
- 查看结果:输入捕获数据每1秒自动上报
五、注意事项
- PWM与PCA引脚冲突:本演示中PWM使用P2口,PCA使用P1口,两者不冲突
- 测量范围:PCA时钟为24MHz时,16位计数器最大可测约2.73ms(约366Hz以上),如需测更低频率,可将
PCA_CLK_DIV 宏改为12
- 中断保护:修改PWM寄存器时关闭了总中断并插入4个NOP,适应STC8G的四级流水线
- 代码编译:使用 Keil C51 编译器,芯片选择 STC8G2K64S4
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