隨著能源需求的日益短缺，科技的日趨智能化，高精度精密控制已日趨成為人們生產(chǎn)生活的必然趨勢，中科昊芯順應(yīng)時(shí)代要求，推出適用于高精度工業(yè)自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)控制的新版HXS320F28034PNT數(shù)字信號處理器DSP，芯片HRCAP模塊以數(shù)百皮秒內(nèi)的典型分頻率測量外部脈沖的寬度，可更有效助力于工程師實(shí)現(xiàn)3D精密打印、超聲波聲納測距與氣體檢測、掃地機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床等精密測量功能。

自平頭哥半導(dǎo)體有限公司的劍池集成開發(fā)環(huán)境（簡稱“CDK”）V2.12.1支持HXS320F28034PNT芯片調(diào)試以來，本期以HRCAP捕獲變頻PWM輸出實(shí)例對HRCAP脈沖捕獲原理展開介紹。

HXS320F28034PNTHRCAP高精度脈沖捕獲原理如下，通過控制寄存器HCCTL[HCCAPCLKSEL]選擇HRCAP時(shí)鐘，HCCAPCLK以系統(tǒng)時(shí)鐘SYSCLK或倍頻時(shí)鐘PLLCLK產(chǎn)生16位計(jì)數(shù)HCCOUNTER，通過校準(zhǔn)寄存器HCCAL[HRPWMSEL]選擇HRCAP邊沿探測邏輯，運(yùn)行于正常分辨率或高分辨率捕獲模式，通過HRCAPxINTn中斷觸發(fā)響應(yīng)PIE執(zhí)行：當(dāng)檢測到上升沿與下降沿時(shí)，通過計(jì)數(shù)捕獲產(chǎn)生HCCOUNTER值，并在計(jì)數(shù)器復(fù)位為0之前被捕獲到16位寄存器HCCAPCNTRISE0與HCCAPCNTFALL0，即實(shí)際低電平和高電平脈沖寬度分別為HCCAPCNTFALL0+1和HCCAPCNTRISE0+1，等待下一脈沖周期上升沿時(shí)載入上升沿與下降沿捕獲寄存器HCCAPCNTRISE1與HCCAPCNTFALL1。通過GPIOMUX配置外設(shè)引腳捕獲功能，從而輸出相應(yīng)的PWM波。因此在同一時(shí)間間隔內(nèi)，下降沿捕獲相比上升沿捕獲，可捕獲到的脈沖邊沿計(jì)數(shù)增加一倍，使得捕獲分辨率提高一倍。

由此設(shè)計(jì)高分辨率脈沖捕獲實(shí)例：HRCAP1與HRCAP2分別捕獲兩組向下計(jì)數(shù)與向上計(jì)數(shù)，頻率在30kHz~120kHz間變化的PWM波上升沿與下降沿，通過GPIOMUX配置HRCAP輸出引腳GPIO26與GPIO27上輸出相應(yīng)的PWM波，故硬件連接為GPIO0-GPIO26、GPIO2-GPIO27，如下圖所示。

實(shí)例所采用軟硬件開發(fā)環(huán)境如下表所示：

基于以上分析，在CDK上開發(fā)HRCAP捕獲變頻PWM輸出程序，代碼包括：HRCAP與EPWM外設(shè)GPIO引腳、捕獲功能配置程序，HRCAP捕獲兩組向下計(jì)數(shù)與向上計(jì)數(shù)，頻率在30kHz~120kHz間變化的PWM波上升沿與下降沿的中斷服務(wù)程序，主程序調(diào)用執(zhí)行。

1.intmain(void)

2.{

3./*系統(tǒng)時(shí)鐘初始化*/

4.InitSysCtrl();

5.

6./*LED初始化*/

7.InitLED();

8.

9./*HRCAP與EPWM的GPIO引腳定義*/

10.InitHRCapGpio();

11.InitEPwm1Gpio();

12.InitEPwm2Gpio();

13.

14./*關(guān)中斷*/

15.IER=0x0000;

16.IFR=0x0000;

17.

18./*打開中斷向量表*/

19.InitPieVectTable();

20.

21.EALLOW;

22./*中斷向量表HRCAP1_INT與HRCAP2_INT指向執(zhí)行相應(yīng)的脈沖捕獲中斷服務(wù)程序*/

23.PieVectTable.HRCAP1_INT=&HRCAP1_Isr;

24.PieVectTable.HRCAP2_INT=&HRCAP2_Isr;

25.EDIS;

26.

27./*HRCAP1上升沿捕獲與HRCAP2下降沿捕獲功能配置*/

28.HRCAP1_Config();

29.HRCAP2_Config();

30.

31.EALLOW;

32./*禁止EPWM的時(shí)基使能，允許EPWM初始化配置寫入*/

33.SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.TBCLKSYNC=0;

34.EDIS;

35.

36./*EPWM的初始化配置:PWM1采用向下計(jì)數(shù)，PWM2采用向上計(jì)數(shù)*/

37.ePWM1_Config(1000);

38.ePWM2_Config(1000);

39.

40.EALLOW;

41./*打開EPWM的時(shí)基使能，使EPWM的初始化配置起作用*/

42.SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.TBCLKSYNC=1;

43.EDIS;

44.

45./*指令周期延遲決策變量定義，用于完成捕獲EPWM波*/

46.first,rise=0;

47.

48./*捕獲時(shí)間測定判斷變量定義*/

49.HRCap1IntCount,HRCap1PassCount=0;

50.HRCap2IntCount,HRCap2PassCount=0;

51.

52./*使能打開CPUIER的第4組中斷向量*/

53.IER|=M_INT4;

54.

55./*使能打開PIEIER的第4組中斷向量的第七、八個(gè)向量*/

56.PieCtrlRegs.PIEIER4.bit.INTx7=1;

57.PieCtrlRegs.PIEIER4.bit.INTx8=1;

58.

59./*使能打開全局中斷*/

60.EINT;

61.while(1)

62.{

63./*判斷HRCap2與HRCap1的捕獲時(shí)間*/

64.if(HRCap2PassCount>1.25*HRCap1PassCount)

65.{

66.GpioDataRegs.GPBTOGGLE.bit.GPIO44=1;

67.DELAY_US(1000000);

68.}

69.else

70.{

71.GpioDataRegs.GPBSET.bit.GPIO44=1;

72.DELAY_US(1000000);

73.}

74.}

75.return0;

76.}

?

CDK上開發(fā)HRCAP捕獲變頻PWM輸出程序，其編譯結(jié)果為：

編譯通過后，就可以開始調(diào)試了，其調(diào)試結(jié)果如下：

調(diào)試后，HRCAP輸出捕獲的PWM周期變化波形如下：?

為證明HRCAP的高精度脈沖捕獲有效性，本設(shè)計(jì)實(shí)例采用ECAP與HRCAP捕獲兩路向下計(jì)數(shù)、同等周期范圍變化的PWM波進(jìn)行對比，同時(shí)通過設(shè)置LED1閃燈來對比ECAP與HRCAP的捕獲時(shí)間，效果如下：

從圖中可以看出，HRCAP相較于ECAP脈沖捕獲用時(shí)減少一半，故能更加精細(xì)地讀出同等變頻PWM波的輸出頻率變化，因而測量更加精準(zhǔn)。