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如何测量72MHz以下的外部信号,STC32的144MHz的高速PWM

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ID:1042619 发表于 2023-3-15 14:33 | 显示全部楼层 |阅读模式

如何测量72MHz以下的外部信号,STC32的144MHz的高速PWM

STC32G12K128-35MHz-LQFP64/48/32,TSSOP20
STC32G8K64-42MHz-LQFP48/32
STC8H1K08T-33I-TSSOP20/QFN20
的高速 144MHz ~ 196MHz 的PWM, 可以捕获外部脉冲信号，可以工作在 144MHz 以上
理论上 STC32G系列可以测量 144MHz/2以下频率的信号
已验证了:
1, 内部 HIRC-12MHz
2, HIRC-12MHz / 10 = 1.2MHz低频 给 STC32G12K128的CPU使用
3, HIRC-12MHz通过 PLL产生144MHz做PWM的时钟源, PWMB组产生 28.8MHz信号源
4, PWMA组侧量 28.8MHz的信号源正确 ！
5, 等72MHz信号发生器来测试72MHz
jpg 3.15-001.png

jpg 3.15-002.png

jpg 3.15-003.png

jpg 3.15-004.png


STC32G系列单片机的高速PWM可以和CPU工作在不同频率

STC32G12K128系列CPU最高工作频率可达35MHz
STC32G8K64系列CPU最高工作频率可达42MHz
上面两个系列的高级PWM均可工作在144MHz
jpg 3.15-005.png

范例说明：
1、时钟说明：由内部IRC产生12MHz的时钟提供给PLL当作PLL输入时钟，PLL锁频到144MHz输出作为高速PWM的时钟源，
     同时144MHz的PLL输出时钟通过CLKDIV进行4或者5分频，产生36MHz或者28.8MHz的时钟提供给CPU当作系统工作频率
2、PWM高速输出说明：PWMA的CC1通道配置为输出模式，并从P2.0口输出频率为28.8MHz，占空比为40％的PWM型号
3、PWM高速捕获说明：PWMB的CC5和CC6通道配置为捕获输入模式，CC5口P2.0口捕获信号的周期值，CC6从P2.0口捕获信号的占空比
4、测试说明：最后通过查询方式得到周期值和占空比并从串口送到PC显示
#include "stc32g.h"
#include "stdio.h"
#include "intrins.h"

#define FOSC            12000000UL
#define PLLCLK          144000000UL

#define MCLKDIV         4               //144M/4=36M
//#define MCLKDIV       5               //144M/5=28.8M

#define MCLK            PLLCLK
#define SYSCLK          MCLK/MCLKDIV

#define BAUD            (65536 - SYSCLK/4/115200)

#define MCLK_HIRC       0
#define MCLK_IRC32K     1
#define MCLK_IRC48M     2
#define MCLK_XOSC       3
#define MCLK_X32K       4
#define MCLK_PLL        5
#define MCLK_PLLD2      6
#define MCLK_SEL        MCLK_PLL

#define HSCK_MCLK       0
#define HSCK_PLL        1
#define HSCK_SEL        HSCK_PLL

#define PLL_96M         0
#define PLL_144M        1
#define PLL_SEL         PLL_144M

#define CKMS            0x80
#define HSIOCK          0x40
#define MCK2SEL_MSK     0x0c
#define MCK2SEL_SEL1    0x00
#define MCK2SEL_PLL     0x04
#define MCK2SEL_PLLD2   0x08
#define MCK2SEL_IRC48   0x0c
#define MCKSEL_MSK      0x03
#define MCKSEL_HIRC     0x00
#define MCKSEL_XOSC     0x01
#define MCKSEL_X32K     0x02
#define MCKSEL_IRC32K   0x03

#define ENCKM           0x80
#define PCKI_MSK        0x60
#define PCKI_D1         0x00
#define PCKI_D2         0x20
#define PCKI_D4         0x40
#define PCKI_D8         0x60

void delay()
{
    int i;

    for (i=0; i<100; i++);
}

char ReadPWMA(char addr)
{
    char dat;

    while (HSPWMA_ADR & 0x80);              //等待前一个异步读写完成
    HSPWMA_ADR = addr | 0x80;               //设置间接访问地址,只需要设置原XFR地址的低7位
                                            //HSPWMA_ADDR寄存器的最高位写1,表示读数据
    while (HSPWMA_ADR & 0x80);              //等待当前异步读取完成
    dat = HSPWMA_DAT;                       //读取异步数据

    return dat;
}

void WritePWMA(char addr, char dat)
{
    while (HSPWMA_ADR & 0x80);              //等待前一个异步读写完成
    HSPWMA_DAT = dat;                       //准备需要写入的数据
    HSPWMA_ADR = addr & 0x7f;               //设置间接访问地址,只需要设置原XFR地址的低7位
                                            //HSPWMA_ADDR寄存器的最高位写0,表示写数据
}

char ReadPWMB(char addr)
{
    char dat;

    while (HSPWMB_ADR & 0x80);              //等待前一个异步读写完成
    HSPWMB_ADR = addr | 0x80;               //设置间接访问地址,只需要设置原XFR地址的低7位
                                            //HSPWMB_ADDR寄存器的最高位写1,表示读数据
    while (HSPWMB_ADR & 0x80);              //等待当前异步读取完成
    dat = HSPWMB_DAT;                       //读取异步数据

    return dat;
}

void WritePWMB(char addr, char dat)
{
    while (HSPWMB_ADR & 0x80);              //等待前一个异步读写完成
    HSPWMB_DAT = dat;                       //准备需要写入的数据
    HSPWMB_ADR = addr & 0x7f;               //设置间接访问地址,只需要设置原XFR地址的低7位
                                            //HSPWMB_ADDR寄存器的最高位写0,表示写数据
}

void main()
{
    WTST = 0x00;
    P_SW2 = 0x80;

    P0M0 = 0x00; P0M1 = 0x00;
    P1M0 = 0x00; P1M1 = 0x00;
    P2M0 = 0x00; P2M1 = 0x00;
    P3M0 = 0x00; P3M1 = 0x00;
    P5M0 = 0x10; P5M1 = 0x00;

    SCON = 0x52;
    AUXR = 0x40;
    TMOD = 0x00;
    TL1 = BAUD;
    TH1 = BAUD >> 8;
    TR1 = 1;

    //选择PLL输出时钟
#if (PLL_SEL == PLL_96M)
    CLKSEL &= ~CKMS;                        //选择PLL的96M作为PLL的输出时钟
#elif (PLL_SEL == PLL_144M)
    CLKSEL |= CKMS;                         //选择PLL的144M作为PLL的输出时钟
#else
    CLKSEL &= ~CKMS;                        //默认选择PLL的96M作为PLL的输出时钟
#endif

    //选择PLL输入时钟分频,保证输入时钟为12M
    USBCLK &= ~PCKI_MSK;
#if (FOSC == 12000000UL)
    USBCLK |= PCKI_D1;                      //PLL输入时钟1分频
#elif (FOSC == 24000000UL)
    USBCLK |= PCKI_D2;                      //PLL输入时钟2分频
#elif (FOSC == 48000000UL)
    USBCLK |= PCKI_D4;                      //PLL输入时钟4分频
#elif (FOSC == 96000000UL)
    USBCLK |= PCKI_D8;                      //PLL输入时钟8分频
#else
    USBCLK |= PCKI_D1;                      //默认PLL输入时钟1分频
#endif

    //启动PLL
    USBCLK |= ENCKM;                        //使能PLL倍频

    delay();                                //等待PLL锁频

    //选择主时钟源
    CLKDIV = MCLKDIV;                       //主时钟选择高速频率前,必须先设置分频系数,否则程序会当掉

    CLKSEL &= ~MCKSEL_MSK;
    CLKSEL &= ~MCK2SEL_MSK;
#if (MCLK_SEL == MCLK_HIRC)
    CLKSEL |= MCKSEL_HIRC;                  //选择内部高速IRC作为主时钟
    CLKSEL |= MCK2SEL_SEL1;                 //选择MCKSEL选择的时钟作为主时钟
#elif (MCLK_SEL == MCLK_IRC32K)
    CLKSEL |= MCKSEL_X32K;                  //选择外部32K作为主时钟
    CLKSEL |= MCK2SEL_SEL1;                 //选择MCKSEL选择的时钟作为主时钟
#elif (MCLK_SEL == MCLK_IRC48M)
    CLKSEL |= MCKSEL_HIRC;                  //选择内部高速IRC作为主时钟
    CLKSEL |= MCK2SEL_IRC48;                //选择内部48M的IRC作为主时钟
#elif (MCLK_SEL == MCLK_XOSC)
    CLKSEL |= MCKSEL_XOSC;                  //选择外部高速晶振作为主时钟
    CLKSEL |= MCK2SEL_SEL1;                 //选择MCKSEL选择的时钟作为主时钟
#elif (MCLK_SEL == MCLK_X32K)
    CLKSEL |= MCKSEL_IRC32K;                //选择内部低速IRC作为主时钟
    CLKSEL |= MCK2SEL_SEL1;                 //选择MCKSEL选择的时钟作为主时钟
#elif (MCLK_SEL == MCLK_PLL)
    CLKSEL |= MCKSEL_HIRC;                  //选择内部高速IRC作为主时钟
    CLKSEL |= MCK2SEL_PLL;                  //选择PLL输出时钟作为主时钟
#elif (MCLK_SEL == MCLK_PLLD2)
    CLKSEL |= MCKSEL_HIRC;                  //选择内部高速IRC作为主时钟
    CLKSEL |= MCK2SEL_PLLD2;                //选择PLL输出时钟2分频后的时钟作为主时钟
#else
    CLKSEL |= MCKSEL_HIRC;                  //默认选择内部高速IRC作为主时钟
    CLKSEL |= MCK2SEL_SEL1;                 //默认选择MCKSEL选择的时钟作为主时钟
#endif

    MCLKOCR = 0x04;                         //系统时钟4分频后输出到P5.4口

    //选择HSPWM/HSSPI时钟
#if (HSCK_SEL == HSCK_MCLK)
    CLKSEL &= ~HSIOCK;                      //HSPWM/HSSPI选择主时钟为时钟源
#elif (HSCK_SEL == HSCK_PLL)
    CLKSEL |= HSIOCK;                       //HSPWM/HSSPI选择PLL输出时钟为时钟源
#else
    CLKSEL &= ~HSIOCK;                      //默认HSPWM/HSSPI选择主时钟为时钟源
#endif

    HSCLKDIV = 0;                           //HSPWM/HSSPI时钟源不分频

    HSPWMA_CFG = 0x03;                      //使能PWMA相关寄存器异步访问功能
    HSPWMB_CFG = 0x03;                      //使能PWMB相关寄存器异步访问功能

    PWMA_PS = 0x01;                         //PWMA_CC1高速PWM输出到P2.0口
                                            //PWMB_CC5从P2.0口进行捕获

    //通过异步方式设置PWMA/PWMB的相关寄存器
    WritePWMA((char)&PWMA_CCER1, 0x00);
    WritePWMA((char)&PWMA_CCMR1, 0x00);     //CC1为输出模式
    WritePWMA((char)&PWMA_CCMR1, 0x60);     //OC1REF输出PWM1(CNT<CCR时输出有效电平1)
    WritePWMA((char)&PWMA_CCER1, 0x05);     //使能CC1/CC1N上的输出功能
    WritePWMA((char)&PWMA_ENO, 0x03);       //使能PWM信号输出到端口
    WritePWMA((char)&PWMA_BKR, 0x80);       //使能主输出
    WritePWMA((char)&PWMA_CCR1H, 0x00);     //设置输出PWM的占空比
    WritePWMA((char)&PWMA_CCR1L, 0x02);
    WritePWMA((char)&PWMA_ARRH, 0x00);      //设置输出PWM的周期
    WritePWMA((char)&PWMA_ARRL, 0x04);
    WritePWMA((char)&PWMA_CR1, 0x01);       //开始PWM计数

    WritePWMB((char)&PWMB_CCER1, 0x00);
    WritePWMB((char)&PWMB_CCMR1, 0x01);     //CC5为输入模式,且映射到TI5FP5上
    WritePWMB((char)&PWMB_CCMR2, 0x02);     //CC6为输入模式,且映射到TI6FP5上
    WritePWMB((char)&PWMB_CCER1, 0x31);     //使能CC5上的捕获功能(上升沿捕获)
    WritePWMB((char)&PWMB_SMCR, 0x54);      //上升沿复位模式
    WritePWMB((char)&PWMB_CR1, 0x01);       //开始PWM计数

    while (1)
    {
        if (ReadPWMB((char)&PWMB_SR1) & 0x02)   //等待捕获完成
        {
            WritePWMB((char)&PWMB_SR1, 0x00);   //清除完成标志

            //读取捕获到的周期值
            printf("%02x", (unsigned int)ReadPWMB((char)&PWMB_CCR5H) & 0xff);
            printf("%02x", (unsigned int)ReadPWMB((char)&PWMB_CCR5L) & 0xff);
            printf(" ");

            //读取捕获到的占空比值
            printf("%02x", (unsigned int)ReadPWMB((char)&PWMB_CCR6H) & 0xff);
            printf("%02x", (unsigned int)ReadPWMB((char)&PWMB_CCR6L) & 0xff);
            printf("\n");
        }
    }
}



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ID:339654 发表于 2023-3-21 18:35 | 显示全部楼层
144M的速度不足以捕获72M的波形吧
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ID:71233 发表于 2024-2-6 08:46 | 显示全部楼层
我用官方范例改的，怎么不行？请教一下



  3. //芯片用STC8H2K17U，外部晶振为24MHz

  5. sfr PLLCR = 0xdc;
  6. //测试工作频率为24MHz
  7. #include "stc8h.h"
  8. #include "intrins.h"
  9. #define       FOSC                           24000000UL
  10. #define       HSCK_MCLK             0
  11. #define       HSCK_PLL                 1
  12. #define       HSCK_SEL                 HSCK_PLL
  13. #define       PLL_96M                     0
  14. #define       PLL_144M                  1
  15. #define       PLL_SEL                     PLL_96M
  16. #define       CKMS                          0x80
  17. #define       HSIOCK                      0x40
  18. #define       MCK2SEL_MSK        0x0c
  19. #define       MCK2SEL_SEL1        0x00
  20. #define       MCK2SEL_PLLD2     0x04
  21. #define       MCK2SEL_PLLD4     0x08
  22. #define       MCKSEL_MSK          0x03
  23. #define       MCKSEL_HIRC         0x00
  24. #define       MCKSEL_XOSC        0x01
  25. #define       MCKSEL_X32K          0x02
  26. #define       MCKSEL_IRC32K     0x03
  27. #define       ENCKM                      0x80
  28. #define       PCKI_MSK                 0x60
  29. #define       PCKI_D1                     0x00
  30. #define       PCKI_D2                     0x20
  31. #define       PCKI_D3                     0x40
  32. #define       PCKI_D4                     0x60

  34. void delay()
  35. {
  36.          int     i;
  37.          
  38.          for    (i=0; i<100; i++);
  39. }
  40. char ReadPWMA(char addr)
  41. {
  42.          char dat;
  43.          
  44.          while(HSPWMA_ADR & 0x80);                                                //等待前一个异步读写完成
  45.          HSPWMA_ADR= addr | 0x80;                                                   //设置间接访问地址,只需要设置原XFR地址的低7位
  46.                                                                                                                 //HSPWMA_ADR寄存器的最高位写1,表示读数据
  47.          while(HSPWMA_ADR & 0x80);                                                //等待当前异步读取完成
  48.          dat    = HSPWMA_DAT;                                                              //读取异步数据
  49.          
  50.          return dat;
  51. }
  52. void WritePWMA(char addr, char dat)
  53. {
  54.          while(HSPWMA_ADR & 0x80);                                                //等待前一个异步读写完成
  55.          HSPWMA_DAT= dat;                                                                 //准备需要写入的数据
  56.          HSPWMA_ADR= addr & 0x7f;                                                 //设置间接访问地址,只需要设置原XFR地址的低7位
  57.                                                                                                                 //HSPWMA_ADR寄存器的最高位写0,表示写数据
  58. }
  59. void main()
  60. {
  61.          P_SW2|= 0x80;                                                                            //使能访问XFR
  62.          XOSCCR = 0xc0; // 启动外部晶振
  63.         while (!(XOSCCR & 1));                   // 等待时钟稳定               
  64.         CLKDIV = 0x00; // 时钟不分频
  65.         CKSEL = 0x01;  // 选择外部晶振
  66.         
  67.          //选择PLL输出时钟
  68. #if     (PLL_SEL == PLL_96M)
  69.          CLKSEL&= ~CKMS;                                                                  //选择PLL的96M作为PLL的输出时钟
  70. #elif (PLL_SEL == PLL_144M)
  71.          CLKSEL|= CKMS;                                                                      //选择PLL的144M作为PLL的输出时钟
  72. #else
  73.          CLKSEL&= ~CKMS;                                                                  //默认选择PLL的96M作为PLL的输出时钟
  74. #endif
  75.          
  76.          //选择PLL输入时钟分频,保证输入时钟为12M
  77.          PLLCR&= ~PCKI_MSK;
  78. #if     (FOSC == 12000000UL)
  79.          PLLCR|= PCKI_D1;                                                                   //PLL输入时钟1分频
  80. #elif (FOSC == 24000000UL)
  81.          PLLCR|= PCKI_D2;                                                                   //PLL输入时钟2分频
  82. #elif (FOSC == 36000000UL)
  83.          PLLCR|= PCKI_D3;                                                                   //PLL输入时钟3分频
  84. #elif (FOSC == 48000000UL)
  85.          PLLCR|= PCKI_D4;                                                                   //PLL输入时钟4分频
  86. #else
  87.          PLLCR|= PCKI_D1;                                                                   //默认PLL输入时钟1分频
  88. #endif
  89.          //启动PLL
  90.          PLLCR|= ENCKM;                                                                    //使能PLL倍频
  91.          
  92.          delay();                                                                                          //等待PLL锁频
  93.          //选择HSPWM/HSSPI时钟
  94. #if     (HSCK_SEL == HSCK_MCLK)
  95.          CLKSEL&= ~HSIOCK;                                                             //HSPWM/HSSPI选择主时钟为时钟源
  96. #elif (HSCK_SEL == HSCK_PLL)
  97.          CLKSEL|= HSIOCK;                                                                  //HSPWM/HSSPI选择PLL输出时钟为时钟源
  98. #else
  99.          CLKSEL&= ~HSIOCK;                                                             //默认HSPWM/HSSPI选择主时钟为时钟源
  100. #endif
  101.          HSCLKDIV= 0;                                                                            //HSPWM/HSSPI时钟源不分频
  102.          
  103.          HSPWMA_CFG= 0x03;                                                             //使能PWMA相关寄存器异步访问功能
  104.          
  105.          //通过异步方式设置PWMA的相关寄存器
  106.          WritePWMA((char)&PWMA_PSCR,48000 - 1);                  //分频（注：自己加的）
  107.          WritePWMA((char)&PWMA_CCER1,0x00);
  108.          WritePWMA((char)&PWMA_CCMR1,0x00);                           //CC1为输出模式
  109.          WritePWMA((char)&PWMA_CCMR1,0x60);                           //OC1REF输出PWM1(CNT<CCR时输出有效电平1)
  110.          WritePWMA((char)&PWMA_CCER1,0x05);                           //使能CC1/CC1N上的输出功能
  111.          WritePWMA((char)&PWMA_ENO,0x03);                                //使能PWM信号输出到端口
  112.          WritePWMA((char)&PWMA_BKR,0x80);                                //使能主输出
  113.          WritePWMA((char)&PWMA_CCR1H,200 >> 8);                    //设置输出PWM的占空比
  114.          WritePWMA((char)&PWMA_CCR1L,200);
  115.          WritePWMA((char)&PWMA_ARRH,2000 >> 8);                    //设置输出PWM的周期（注：原来1000，现改为2000）
  116.          WritePWMA((char)&PWMA_ARRL,2000);
  117.          WritePWMA((char)&PWMA_DTR,10);                                    //设置互补对称输出PWM的死区
  118.          WritePWMA((char)&PWMA_CR1,0x01);                                 //开始PWM计数
  119.          WritePWMA((char)&PWMB_IER,0x01);             // 使能PWMB中断
  120.                                  
  121.                                  
  122.          P2M0= 0;
  123.          P2M1= 0;
  124.          P3M0= 0;
  125.          P3M1= 0;
  126.          
  127. //         P2= ReadPWMA((char)&PWMA_ARRH);                               //异步方式读取寄存器
  128. //         P3= ReadPWMA((char)&PWMA_ARRL);
  129.          
  130.          while(1);


  133. }

  135. void PWMA_Isr() interrupt 26 // PWMA中断处理程序，1秒中断（注：自己加的）
  136. {
  137.         
  138.     if (ReadPWMA(((char)&PWMA_SR1) & 0x01))  
  139.     {
  140.         WritePWMA((char)&PWMA_IER,0x00);         // 清除PWM中断
  141.         P37=!P37;
  142.     }
  143. }
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ID:71233 发表于 2024-2-6 08:48 | 显示全部楼层
weijoyer 发表于 2023-3-21 18:35
144M的速度不足以捕获72M的波形吧

我也觉得无法捕捉高达72MHz的脉冲信号，理论上可以，但实际上的IO口面对这么高的频率，应付不了。
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ID:458247 发表于 2024-2-6 13:04 | 显示全部楼层
lmn2005 发表于 2024-2-6 08:48
我也觉得无法捕捉高达72MHz的脉冲信号，理论上可以，但实际上的IO口面对这么高的频率，应付不了。

144MHz怎么读72MHz的信号。。mcu采样一次都要好几个时钟了，而且mcu内部adc好像不支持144MHz吧
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ID:78835 发表于 2024-2-6 16:48 | 显示全部楼层
可以做到100K的PWM输出，并且有10bit的分辨率，也就是有1024份的占空比调节吗？
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