1、單片機各個模塊編程 培訓講師：任鋼 .課程大綱RTC模塊普通端口操作ADC模塊TPM模塊. RTC模塊(DZ60系列1-1 簡介 RTC 模塊包括一個 8位計數(shù)器、一個 8位比較器、幾個二進制和十進制預分頻器、三個時鐘源和一個可編程定期中斷。該模塊可用于時辰、日歷或任何義務(wù)調(diào)度功能。此外，它可以從低功率方式中提供周期性叫醒效力而不需求外部組件。MC9S08DZ60 系列的一切器件都帶有 RTC。 .1-2 功能RTC 模塊的功能包括：8位向上計數(shù)器 8 位模數(shù)匹配限制 匹配時軟件可控制的定期中斷 三個軟件可選時鐘源，向預分頻器輸入可選的二進制和十進制分頻器值 1-kHz 的內(nèi)部低功率振蕩器 L

2、PO 外部時鐘 ERCLK 32-kHz 內(nèi)部時鐘 IRCLK.1-2 RTC模塊構(gòu)造圖1-3 存放器定義 RTC 包括一個形狀和控制存放器、一個 8位計數(shù)器存放器和一個8位模數(shù)存放器。.1-3-1 RTC 形狀和控制存放器RTCSC RTCSC 包含實時中斷形狀標志 RTIF、時鐘選擇位 RTCLKS、實時中斷啟動位RTIE和預分頻器選擇位 RTCPS。.RTC預分頻除數(shù)1-3-2 RTC 計數(shù)存放器 RTCCNT1-3-3 RTC 模數(shù)存放器 (RTCMOD).RTC 模數(shù)存放器RTCMOD允許將比較值設(shè)置為從0 x00 到 0 xFF的任何值。當計數(shù)器處于有效形狀時，計數(shù)器以所選速率遞增

3、，直到計數(shù)與模數(shù)值匹配。當這些值匹配時，計數(shù)器復位為0 x00 并繼續(xù)計數(shù)。任何時候發(fā)生匹配時，實時中斷標志 RTIF會被設(shè)置。該標志在從模數(shù)值過渡為0 x00 時設(shè)置。 寫入 RTCMOD將使預分頻器和 RTCCNT 計數(shù)器復位為 0 x00。RTC 允許在設(shè)置 RTIF時生成中斷。要使能實時中斷，在RTCSC 中設(shè)置實時中斷使能位RTIE。向 RTIF 寫入1可以去除 RTIF。1-4 功能描畫.1-5 初始化 / 運用信息/-/ 函數(shù)名: Init_RTC/-/ 功 能: RTC模塊初始化配置 10ms中斷 / 參 數(shù): 無/ 前往值: 無 /-void Init_RTC(void) R

4、TCMOD = 0 x09; /Store given value to the modulo register RTCSC = 0 x98; /Clear interrupt flag/enable interrupt /choose 1KHz LPO for clock source and prscale 1/-/ 函數(shù)名: Rtc_Fun/-/ 功 能: RTC中斷函數(shù)-10ms/ 參 數(shù): 無/ 前往值: 無/-#pragma TRAP_PROC interrupt 25 void Rtc_Fun(void) RTCSC_RTIF=1; /去除 RTIF。 Save_Flag=1;

5、. RTC模塊(S12系列./-/ 函數(shù)名: Init_REALTIME/-/ 功 能: 定時器模塊初始化配置/ 參 數(shù): 無/ 前往值: 無/-void Init_REALTIME(void) RTICTL=0 x49; /-10.24ms-8MHz(See Sheet S12CRGV4.PDFs P23)/COPCTL=0 x07;/-65.536ms -8MHZ CRGINT=0 x80; /-Enable Real Time Interrupt(RTI) /-/ 函數(shù)名: REALTIME_FUN/-/ 功 能: 10mS定時器中斷處置函數(shù)/ 參 數(shù): 無/ 前往值: 無/-#prag

6、ma CODE_SEG _NEAR_SEG NON_BANKED interrupt 7 void REALTIME_FUN(void) /-10.24ms CRGFLG=0 x80; Time_Count+; Time10mS_Flag=1;. 普通端口操作端口數(shù)據(jù)存放器 ：PTxD (0:輸出0；1:輸出1)端口數(shù)據(jù)方向存放器 ：PTxDD (0:輸入；1:輸出)端口上拉使能存放器：PTxPE ( 0: 端口位n 內(nèi)部上拉 /下拉器件 被制止。1: 端口位n 內(nèi)部上拉 /下拉器件使能。)端口斜率使能存放器 ：PTxSE (0:斜率輸出制止；1:斜率輸出使能)端口驅(qū)動強度選擇存放器：PTxD

7、S (0:低輸出驅(qū)動強度；1:高輸出驅(qū)動強度)運用實例：1.初始化端口2.按鍵掃描結(jié)合RTC去抖動3.跑馬燈結(jié)合RTC. ADC模塊(DZ60系列3-1 特性ADC 模塊的特性包括：* 具有12 位分辨率的線性逐次逼近算法；* 高達28 個模擬輸入；*12、10或或8位右對齊輸出格式；* 單次轉(zhuǎn)換或延續(xù)轉(zhuǎn)換單轉(zhuǎn)換后自動前往空閑形狀；* 采樣時間和轉(zhuǎn)換速度/ 功率可配置；* 轉(zhuǎn)換完成標志和中斷；* 最多可選擇4 個輸入時鐘源；* 在等待或STOP3方式下實現(xiàn)了低噪音運轉(zhuǎn)；* 異步時鐘源實現(xiàn)了低噪音運轉(zhuǎn)；* 可選的異步硬件轉(zhuǎn)換觸發(fā)；* 與小于、大于或等于可編程值自動比較的中斷； .3-2 構(gòu)造圖.

8、3-3 外部信號描畫ADC 模塊最多可支持28 個獨立模擬輸入。它還需求4個電源/ 參考/接地銜接。.3-4 存放器定義.寫入ADCSC1 會中斷當前轉(zhuǎn)換，并發(fā)起一個新轉(zhuǎn)換假設(shè)ADCH 位等于全1以外的值。.3-5 功能描畫復位期間或當ADCH 位都高時，ADC模塊制止。當曾經(jīng)完成當前轉(zhuǎn)換，而下一次轉(zhuǎn)換還未發(fā)起時，模塊進入空閑形狀?？臻e時，模塊處于最低功耗形狀。ADC 可以對軟件選擇的恣意通道實施模數(shù)轉(zhuǎn)換。在 12 位和10位方式中，所選的通道電壓經(jīng)過逐次逼近算法被轉(zhuǎn)換成12 位數(shù)字結(jié)果。在8位方式中，所選的通道電壓經(jīng)過逐次逼近算法被轉(zhuǎn)換成9位數(shù)字結(jié)果。轉(zhuǎn)換完成后，結(jié)果保管在數(shù)據(jù)存放器ADCR

9、H 和ADCRL中。在10位方式中，結(jié)果被圓整到10 位并保管在數(shù)據(jù)存放器ADCRH和ADCRL中。在8位方式中，結(jié)果被圓整到8位并保管在ADCRL 中。然后設(shè)置轉(zhuǎn)換完成標志COCO，假設(shè)曾經(jīng)使能了轉(zhuǎn)換完成中斷AIEN = 1，那么觸發(fā)中斷。ADC 模塊可以自動地把轉(zhuǎn)換結(jié)果與比較存放器的內(nèi)容進展比較。經(jīng)過設(shè)置 ACFE位并結(jié)合恣意一種轉(zhuǎn)換方式和配置一同運轉(zhuǎn)，就使能了比較功能。.3-6 ADC初始化void Init_ATD(void) ADCSC1 = 07| /轉(zhuǎn)換完成標志,只讀 06| /轉(zhuǎn)換完成中斷使能:1,使能;0,制止 05| /延續(xù)轉(zhuǎn)換使能:1:使能;0,單次轉(zhuǎn)換(硬件設(shè)置ADHW

10、T) 14| /*bit4-bit0*/ 13| /*00000:AD0 |11101:Vrefh */ 12| /*00001:AD1 |11110:Vrefl */ 11| /* . |11111:制止 */ 10; /*11011:AD27 | */ ADCSC2 = 07| /0:AD轉(zhuǎn)換空閑;1:正在轉(zhuǎn)換 06| /觸發(fā)類型選擇:0軟件;1,硬件 05| /比較功能:0,忌諱;1,使能 04| /0,小于輸入電平;1,高于或等于輸入電平 03| /*/ 02| /* 此4位必需為0 */ 01| /* */ 00; /*/. ADCCFG = 07| /低電壓選擇:0,高速;1,低電

11、壓 06| /*|分頻| 00:1分頻 01:2分頻 */ 05| /*|系數(shù)| 10:4分頻 11:8分頻 */ 04| /0,短采樣時間;1,長采樣時間 13| /*|轉(zhuǎn)換| 00:8位方式 */ 02| /*|方式| 10:10位方式 */ 01| /*輸入時間選擇 */ 10; /*00:總線時鐘;01總線2分頻;10:ATLCK;11:ADACK*/ APCTL1 = 07| /0:IO;1:AD7 06| /0:IO;1:AD6 05| /0:IO;1:AD5 04| /0:IO;1:AD4 03| /0:IO;1:AD3 12| /0:IO;1:AD2 11| /0:IO;1:A

12、D1 10; /0:IO;1:AD0. APCTL2 = 07| /0:IO;1:AD15 06| /0:IO;1:AD14 05| /0:IO;1:AD13 04| /0:IO;1:AD12 03| /0:IO;1:AD11 02| /0:IO;1:AD10 01| /0:IO;1:AD9 00; /0:IO;1:AD8 APCTL3 = 07| /0:IO;1:AD23 06| /0:IO;1:AD22 05| /0:IO;1:AD21 04| /0:IO;1:AD20 03| /0:IO;1:AD19 02| /0:IO;1:AD18 01| /0:IO;1:AD17 00; /0:IO

13、;1:AD16 .uint ATD_Filter(uint ATDchanel) unsigned int ad_max,ad_min,ad_value,ad_sum; unsigned int i; ad_min=0 xffff; ad_max=0; ad_sum=0; for(i=0;iad_max) ad_max=ad_value; /濾波 if(ad_valueA，那么本次值無效，放棄本次值，用上次值替代本次值。這種方法能有效抑制因偶爾要素引起的脈沖干擾，但是無法抑制哪種周期性的干擾，平滑度差。./*限幅濾波*/#define A 10 /設(shè)置兩次采樣允許的最大偏向值char valu

14、e; /上次采用后的有效值變量char filter_1(void) char new_value; /本次采樣值變量 new_value=get_ad(); /讀入本次采樣值 if(new_value-valueA)|(value-new_valueA) /比較能否超出最大偏向值 return value; /假設(shè)超出，前往上次的有效值作為本次的有效值 return new_value;/ 假設(shè)沒有超出，前往本次的采樣值作為本次的有效值.中位值濾波法1延續(xù)采樣N次N取奇數(shù)；2把N次 采樣值按大小陳列；3取中間值為本次有效值。這種方法能有效抑制因偶爾要素引起的動搖干擾，對溫度、液位變化緩慢的被

15、測參數(shù)有良好的濾波效果。缺陷是對流量、速度等快速變化的參數(shù)不宜運用。./*中位值濾波法*/#define N 11 /設(shè)置延續(xù)采樣的次數(shù)char filter_2(void) char value_bufN; /緩存N次采樣值的存儲變量 char count,i,j,temp; /i，j是冒泡排序的下標變量，count是采樣數(shù)據(jù)讀入的下標變量 /temp是暫時變量 for(count=0;countN;count+) /延續(xù)讀入N個采樣值 value_bufcount=get_ad(); delay(); for(j=0;jN;j+) /氣泡排序，由小到大 for(i=0;ivalue_buf

16、i+1) temp=value_bufi; value_bufi=value_bufi+1; value_bufi+1=temp; return value_buf(N-1)/2; /將排序后N個采樣值的中間值作為最后結(jié)果前往.算術(shù)平均濾波法 延續(xù)取N個采樣值進展算術(shù)平均運算，作為本次濾波得到的有效值。N值的選取為：普通流量，N=12；壓力：N=4。這種方法的特點是：N值較大時，信號平滑度較高；N值較小時，信號平滑度較低，但靈敏度較高，適用于對普通具有隨機干擾的信號進展濾波。這種信號的特點是有個平均值，信號在某一數(shù)值范圍附近上下動搖。其缺陷是：對于丈量速度較慢或者要求數(shù)據(jù)計算速度較快的實時控制

17、不適用；比較浪費RAM空間。./*算數(shù)平均濾波法*/* N為進展平均運算的每組采樣值的數(shù)量，根據(jù)實踐情況可以改動*/#undef N#define N 12 /設(shè)置每組參與平均運算的采樣值個數(shù)char filter_3() int sum=0; /求和變量，用于存儲采樣值的累加值 char count;/采樣數(shù)據(jù)讀入的下標變量 for(count=0;countN;count+) /延續(xù)讀入N個采樣值，并累加 sum+=get_ad(); delay(); return (char)(sum/N); /講累加值進展平均計算作為前往值.遞推平均濾波法滑動平均濾波法1把延續(xù)取N個采樣值看成一個隊列

18、，隊列的長度固定為N；2每次采樣到一個新數(shù)據(jù)放入隊尾，并扔掉原來隊首的一個數(shù)據(jù)先進先出原那么；3把隊列中的N個數(shù)據(jù)進展算術(shù)平均運算，就可獲得新的濾波結(jié)果。N值的選取依次運用場所的不同，分別為：流量，N=12；壓力，N=4；液面，N=412；溫度，N=14。這種方法對周期性干擾有良好的不斷作用，平滑度高，適用于高頻振蕩的系統(tǒng)。其缺陷是：靈敏度低，對偶爾出現(xiàn)的脈沖性干擾的抑制造用較差，不易消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏向，不適用于脈沖干擾比較嚴重的場所，比較浪費RAM空間。./*遞推平均濾波法*/#undef N#define N 12 /設(shè)置FIFO隊列的長度char value_bufN;/

19、FIFO隊列變量char i=0; /隊列的下標變量char filter_4() char count;int sum=0;value_bufi+=get_ad();if(i=N) i=0; for(count=0;countN;count+) sum+=value_bufcount; return(char)(sum/N);.中位值平均濾波法防脈沖干擾平均濾波法這種方法相當于“中位值濾波法+“算術(shù)平均濾波法。1延續(xù)采樣N個數(shù)據(jù)，去掉一個最大值和一個最小值；2然后計算N-2個數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。N值的選取范圍為：314。這種方法交融了兩種濾波法的優(yōu)點，對于偶爾出現(xiàn)的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干

20、擾所引起的采樣值偏向。其缺陷是：丈量速度較慢，和算術(shù)平均濾波法一樣比較浪費RAM空間。./*中位值平均濾波法*/* 采樣值N為每組采樣值的數(shù)量，根據(jù)實踐情況可以改動*/#undef N#define N 12 /設(shè)置每組采樣值的數(shù)量char filter_5() char count,i,j,temp; /i，j是冒泡排序的下標變量，count是采樣數(shù)據(jù)讀入的下標變量 char value_bufN; / 緩沖N個采樣值的存儲變量 int sum=0; /求和變量，用于存儲采樣值的累加值 for (count=0;countN;count+) /延續(xù)讀入N個采樣值 value_bufcount

21、 = get_ad(); delay(); for (j=0;jN-1;j+) /氣泡排序，由小到大 for (i=0;ivalue_bufi+1 ) temp = value_bufi; value_bufi = value_bufi+1; value_bufi+1 = temp; for(count=1;countN-1;count+) sum += value_bufcount; /去掉兩端的最小和最大采樣值，對中間的N-2個采樣值求和 return (char)(sum/(N-2);/ 前往中間N-2個采樣值的平均值.限幅平均濾波法這種方法相當于“限幅濾波法+“遞推平均濾波法。1每次采

22、樣到的新數(shù)據(jù)先進展限幅處置；2再送入隊列進展遞推平均濾波處置。這種方法交融了兩種濾波法的優(yōu)點，對于偶爾出現(xiàn)的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏向。其確定是比較浪費RAM空間。./*限幅平均濾波法*/* A值可以根據(jù)實踐情況調(diào)整，value為上次采樣的有效值，new_value為當前采樣值 */* N為進展平均運算的每組采樣值的數(shù)量，根據(jù)實踐情況可以改動*/#undef A#undef N#define A 10 /設(shè)置兩次采樣允許的最大偏向值#define N 12 /設(shè)置每組參與平均運算的采樣值個數(shù)char value; /上次采用后的有效值變量char filter_6() c

23、har new_value; /本次采樣值變量 int sum=0; /求和變量，用于存儲采樣值的累加值 char count;/采樣數(shù)據(jù)讀入的下標變量for(count=0;countA)|(value-new_valueA) /比較能否超出最大偏向值 new_value=value; /假設(shè)超出，前往上次的有效值作為本次的有效值 sum+=new_value; /累加采樣的有效值 value=new_value; delay(); return (char)(sum/N); /將累加值進展平均計算作為前往值.一階滯后濾波法1取a=01；2本次濾波結(jié)果=1-a*本次采樣值+a*上次濾波結(jié)果。

24、這種方法對于周期性干擾具有良好的抑制造用，適用于動搖頻率較高的場所。其缺陷是：相位滯后，靈敏度低，滯后程度取決于a值大?。徊荒芟秊V波頻率高于采樣頻率的1/2的干擾信號。./*一階滯后濾波法*/* 為加快程序處置速度假定基數(shù)為100，a=0100 */#define COE 50 /定義加權(quán)系數(shù)char value; /上一個采樣值變量char filter_7() char new_value; /本次采樣值變量 new_value = get_ad(); return (100-COE)*value + COE*new_value; /前往的本次濾波結(jié)果.加權(quán)遞推平均濾波法這種方法是對遞推

25、平均濾波法的改良，對不同時辰的數(shù)據(jù)加以不同的權(quán)值。通常是越接近現(xiàn)時辰的數(shù)據(jù)，權(quán)獲得越大。給予新采樣值的權(quán)系數(shù)越大，那么靈敏度越高，但信號平滑度越低。這種方法適用于有較大滯后時間常數(shù)的對象和采樣周期較短的系統(tǒng)。其缺陷是：對于純滯后時間常數(shù)較小，采樣周期較長，變化緩慢的信號不能迅速反響系統(tǒng)當前所受干擾的嚴重程度，濾波效果差。./*加權(quán)遞推平均濾波法*/* coe數(shù)組為加權(quán)系數(shù)表，存在程序存儲區(qū)。*/#undef N#define N 12 /設(shè)置FIFO隊列的長度char code coeN = 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12; /加權(quán)系數(shù)char code sum_coe

26、= 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12;char filter_8() char count; /采樣數(shù)據(jù)讀入的下標變量 char value_bufN; /緩存N個采樣值的存儲變量 int sum=0; /求和變量，用于存儲采樣值的累加值 for (count=0;countN;count+) value_bufcount = get_ad(); /讀入采樣值 delay(); for (count=0;count=N) return new_value; /假設(shè)本次采樣值與當前有效值不相等，/且計數(shù)器溢出，前往本次采樣值 delay(); new_value = get_

27、ad(); return value; /假設(shè)本次采樣值與當前有效值相等，那么前往當前有效值.限幅消抖濾波法這種方法相當于“限幅濾波法+“消抖濾波法，即先限幅，后消抖。這種方法承繼了“限幅和消抖的優(yōu)點，改良了“消抖濾波法中的某些缺陷，防止將干擾值導入系統(tǒng)。其缺陷是對于快速變化的參數(shù)不宜運用。./*限幅消抖濾波法*/* A值可以根據(jù)實踐情況調(diào)整，value為上次采樣的有效值，new_value為當前采樣值 */* N為計數(shù)器的溢出值*/#undef A#undef N#define A 10 /設(shè)置兩次采樣允許的最大偏向值#define N 12 /設(shè)置計數(shù)器溢出值char value; /有效

28、值變量char filter_10() char count=0; /計數(shù)變量 char new_value; /本次采樣值變量 new_value = get_ad(); /讀入本次采樣值if(new_value-valueA)|(value-new_valueA) /比較能否超出最大偏向值new_value=value; /假設(shè)超出，前往有效值作為本次的采樣有效值 while (value !=new_value); count+; /計數(shù)器加1 if (count=N) return new_value; /假設(shè)本次采樣值與當前有效值不相等，/且計數(shù)器溢出，前往本次采樣值 delay()

29、; new_value = get_ad(); return value; /假設(shè)本次采樣值與當前有效值相等，那么前往當前有效值. TPM模塊(DZ60系列4-1 功能.4-2 運轉(zhuǎn)方式.4-3 構(gòu)造圖TPM 為每個通道運用一個輸入/ 輸出I/O管腳，即TPMxCHn 定時器通道 n，其中n 為通道編號1-8。 TPM 與通用 I/O 端口管腳分享其 I/O 管腳。以下圖顯示了 TPM 構(gòu)造。 TPM 的中心組件是16位計數(shù)器。該計數(shù)器既可作為自在運轉(zhuǎn)的計數(shù)器運轉(zhuǎn)，又可作為模數(shù)向上/ 向下計數(shù)器運轉(zhuǎn)。 TPM 計數(shù)器以正常的向上計數(shù)方式運轉(zhuǎn)時為輸入捕捉、輸出比較和邊緣對齊PWM 功能提供定時參

30、考。 定時器計數(shù)器模數(shù)存放器TPMxMODH:TPMxMODL 控制計數(shù)器的模數(shù)值0 x0000 或 0 xFFFF 值有效地使計數(shù)器自在運轉(zhuǎn)。 軟件可隨時讀取計數(shù)器值而不影響計數(shù)序列。向 TPMxCNT 計數(shù)器的任何一半寫入任何數(shù)據(jù)值都會復位計數(shù)器。.4-4 信號描畫經(jīng)過定時器形狀和控制存放器中的控制位，用戶可以選擇無定時器封鎖、總線速率時鐘正常默許源、晶振相關(guān)時鐘或外部時鐘作為驅(qū)動 TPM 預分頻器和隨后的16位TPM計數(shù)器的時鐘。 外部時鐘源在 TPM中實現(xiàn)同步。 總線時鐘對同步器進展定時；外部源的頻率必需不能超越總線速率時鐘頻率的四分之一，以滿足 Nyquist 規(guī)范并允許抖動。外部時

31、鐘信號與通道輸入/ 輸出管腳共享一樣的管腳，因此選擇為外部時鐘源時通道管腳不能用于通道輸入/ 輸出功能。用戶應擔任防止這種設(shè)置。 假設(shè)這個管腳被用作外部時鐘源CLKSB:CLKSA = 1:1)，通道仍可作為軟件定時器ELSnB:ELSnA = 0:0用于輸出比較模式。 .每個 TPM 通道都與 MCU上的一個輸入 / 輸出管腳相關(guān)聯(lián)。 這個管腳的功能取決于通道配置。TPM 管腳與通用輸入/ 輸出管腳共享，其中每個管腳都有一個端口數(shù)據(jù)存放器位和一個數(shù)據(jù)方向控制位，而且端口有可選的被動上拉器件。該上拉器件可在端口管腳作為輸入設(shè)備時使能。當ELSnB:ELSnA = 0:0或CLKSB:CLKSA = 0:0時，TPM 通道不會控制輸入/ 輸出管腳，因此通?；謴偷接赏ㄓ幂斎? 輸出控制的形狀。當 CPWMS = 1 (and ELSnB:ELSnA not = 0:0) 時， TPM 中的一切通道被配置用于中央對齊 PWM ，而 TPMxCHn 管腳全部由TPM 系統(tǒng)控制。 當CPWMS=0時， MSnB:MSnA 控制位決議通道配置用于輸入捕捉、輸出比較還是邊緣對齊 PWM。當通道被配置用于輸入捕捉CPWMS=0, MSnB:MSnA = 0:0 and ELSnB:ELSnA not = 0:0時，