中颖单片机教程-寄存器配置与SH88F6161 Demo Code源程序说明

中颖单片机SH88F6161 Demo Code说明及各模块功能与寄存器配置的详细教程

1. 概述

1.1 整体框架介绍

1.2 使用实例说明

2.              模块介绍

2.1.              系统时钟

2.1.1工作方式配置介绍

2.1.2测试程序介绍

2.1.3寄存器简要介绍

2.2              I/O端口

2.3              定时器/计数器

2.3.1工作方式配置介绍

2.3.2测试程序介绍

2.3.3相关寄存器介绍

2.4              可编程计数器阵列PCAx

2.4.1工作方式配置介绍

2.4.2测试程序介绍

2.5              LCD/LED驱动器

2.5.1 寄存器简要介绍

2.6              TWI串行通讯接口

2.6.1工作方式配置介绍

2.6.2 测试程序介绍

2.7              SPI接口

2.7.1工作方式配置介绍

2.7.2 测试程序介绍

2.7.3 寄存器简要介绍

2.8              Uart接口

2.8.1工作方式配置介绍

2.8.2 测试程序介绍

2.8.3 寄存器介绍

2.9              USB

2.9.1总体流程图

2.9.2基本通信过程说明

2.10              ADC

2.10.1 工作方式配置介绍

2.10.2 测试程序介绍

2.10.3 寄存器简要介绍

2.11              DAC

2.11.1 测试程序介绍

2.11.2 寄存器介绍

2.12              EEPROM操作

• 概述
  

1.1 整体框架介绍

本次提供以下模块的Demo程序：

图1-1

整个工程包含3个文件夹，如下所示：

Source包含.c文件，如下所示：

              每个模块包含两个.c文件，一个命名为xxx..c，一个命名为xxx_Test.c；第一个c文件包含了模块相关的配置程序，第二个c文件包含了模块相关的测试程序；

Include中存放各个模块的头文件及系统头文件。

1.2使用实例说明

在Keil中选择包含相应模块程序的工程序进行编译加载，对于有些模块，因为具有多个工作方式，为了测试不同工作方式下的功能，可在相应模块的.h文件中打开相应的宏定义，再进行编译加载；例如，需要测试Timer2工作在方式0捕捉模式的功能，可按如下步骤进行测试：

• 在工程下拉菜单中选择Timer2工程（如图1-2所示）；
  

图1-2

选择之后，包含Timer2模块程序的工程被打开，如下图所示：

图1-3

.c文件中带“”，表示该文件包含在当前工程中，否则不包含在当前工程中。

• 在相应的Timer.h头文件中打开宏定义“#define MODE0”（如图1-4所示）；
  

图1-4

• 编译、加载运行
  

• 模块介绍
  
  • 系统时钟
    

2.1.1工作方式配置介绍

系统时钟可配置为低频、高频，PLL高频3种模式，sysclk_define.h文件包含以下几个宏定义，分别用于初始化时钟在相应的模式：

#define LOW_FREQUENCE：执行函数void SetClk()可将系统时钟配置为低频模式； #define HIGH_FREQUENCE：执行函数void SetClk()可将系统时钟配置为高频模式； #define PLL_HIGH_FREQUENCE：执行函数void SetClk()可将系统时钟配置为高频

                              PLL模式；

将相应功能的宏定义打开，屏蔽其他宏定义，编译、加载运行可进行测试。

2.1.2测试程序介绍

选择“Sysclk”工程，打开宏定义“#define LOW_FREQUENCE”，其它宏定义都屏蔽，设置系统时钟为低频时钟，Option中选择内建128KHz RC振荡时钟作为OSC1CLK；编译、加载运行，测试P0.0口可得到以下9.1KHz波形：

图2-1

由于c程序中IO翻转一次需要7个时钟周期，所以IO翻转产生的方波频率应为：

f=128KHz/(7*2)=9.1KHz

注：如果不能观察到上述结果，则检查option是否配置正确；

2.1.3寄存器简要介绍

CLKCON

PLLCON

相关内部RC校正寄存器CLKLO、CLKRC0、CLKRC1的详细说明见Spec。

• I/O端口
  

SH88F6161提供61个位可编程双向I/O端口，端口数据在寄存器Px中，端口控制寄存器PxCRy控制端口是作为输入或者输出。当端口作为输入时，每个I/O端口带有由PxPCRy控制的内部上拉电阻。

demo程序中函数void Sysclk_Test()，以IO翻转为例给出了IO的配置使用方法；

• 定时器/计数器
  

SH88F6161有定时器2和定时器3两个定时器，定时器2可配置为16位捕获、16位自动重载、可编程时钟输出三种方式；定时器3只可配置为16位自动重载方式。

demo程序以Timer2为例给出了不同工作模式的配置方法。

2.3.1工作方式配置介绍

timer_define.h文件中包含以下几个宏：

#define MODE0：设置Timer2工作在16位捕获方式（下降沿捕获）

#define MODE1：设置Timer2工作在16位重载方式

#define MODE2：设置Timer2工作在可编程时钟输出方式

将相应功能的宏定义打开，屏蔽其他宏定义，编译、加载运行可进行测试。

2.3.2测试程序介绍

选择“Timer2”工程，依次在timer_define.h文件中打开相应宏，然后进行编译加载全速运行，观察现象

• 当打开宏“#define MODE0”，全速运行后，T2EX引脚输入下降沿会产生一次捕获，并产生外部事件捕获中断；
• 当打开宏“#define MODE1”，全速运行后，定时器工作在16位自动重载方式，定时产生溢出中断；
• 当打开宏“#define MODE2”，全速运行后，定时器工作在可编程时钟输出方式，产生如下31.9KHz波形（系统时钟为128KHz）；
  

图2-2

输出时钟频率计算公式：

、

2.3.3相关寄存器介绍

RCAP2L，RCAP2H，TL2，TH2

T2CON

T2MOD

• 可编程计数器阵列PCAx
  

SH88F6161具有四个可编程计数器，分别为PCA0、PCA1、PCA2、PCA3；

demo程序以PCA0为例，给出了其比较/捕捉模块分别工作于Mode0~Mode3时的参考程序。

2.4.1工作方式配置介绍

pca_define.h文件中包含以下几个宏：

#define MODE0：配置比较/捕捉模块0工作在边沿触发模式

#define MODE1：配置比较/捕捉模块0工作在软件定时方式

#define MODE2：              配置比较/捕捉模块0工作在频率输出方式

#define MODE3_PWM8：配置比较/捕捉模块0工作在8位脉宽调制

#define MODE3_PWM16：配置比较/捕捉模块0工作在16位脉宽调制

#define MODE3_XPWM16：配置比较/捕捉模块0工作在16位相位修正脉宽调制

#define MODE3_XPPWM16：配置比较/捕捉模块0工作在16位相频修正脉宽调制

将相应功能的宏定义打开，屏蔽其他宏定义，编译、加载运行可进行测试。

2.4.2测试程序介绍

选择“PCA”工程，依次在pca_define.h文件中打开相应宏，然后进行编译加载全速运行，观察现象；

1. 打开宏“#define MODE0”，屏蔽其他宏定义，编译加载后，全速运行，P0CEX0引脚上升沿/下降沿会触发一次捕捉，并产生相应中断；

2. 打开宏“#define MODE1”，屏蔽其他宏定义，编译加载后，全速运行，可以实现连续软件定时，当PCA0计数值与P0CPH0和P0CPL0中的值匹配时产生一次中断，同时P0CEX0口翻转一次；（PxTOP,PxCPn可变）

3. 打开宏“#define MODE2”，屏蔽其他宏定义，编译加载后，全速运行，P0CEX0引脚可输出如下波形（3.965KHz）：

图2-3

FPxCEXn= FPCAx /(2 × PxCPHn)

   如果应用中需要改变波形占空比和频率，则可通过适时地改变PxCPHn来获得相应的波形；PxTOPL固定为0xFF，用户可以配置PxTOPH来改变计数最大值；

4. 打开宏“#define MODE3_PWM8”，屏蔽其他宏定义，编译加载后，全速运行，P0CEX0输出占空比为0.8的正向波形，P0CEX1输出占空比为0.8的反向波形，如下图所示：

图2-4

Duty=（256-（PxCPHn+1））/256

如果应用中需要Duty可变的PWM波形，则可通过适时的改变PxCPHn来获取希望波形；

PxTOPL不可改变；

5. 打开宏“#define MODE3_PWM16”，屏蔽其他宏定义，编译加载后，全速运行，P0CEX0输出占空比为0.8的正向波形，P0CEX1输出占空比为0.8的反向波形，如下图所示：

图2-5

Duty=（65536-（PxCPn+1））/65536

如果应用中需要Duty可变的PWM波形，则可通过适时的改变PxCPn（PxCPHn,PxCPLn）和PxTOP来获取希望波形；

6. 打开宏“#define MODE3_XPWM16”，屏蔽其他宏定义，编译加载后，全速运行，P0CEX0输出频率为250Hz的正向波形，P0CEX1输出频率为250Hz的反向波形，如下图所示：

图2-6

如果应用中需要频率和占空比可变的波形，则可通过适时的改变PxTOP和PxCPn(PxCPHn,PxCPLn)来获取相应波形；在一个定时器时钟周期里PCAx值等于PxTOP值，然后在下一次计数到来时PxTOP和PxCPn将得到更新。

7. 打开宏“#define MODE3_XPPWM16”，屏蔽其他宏定义，编译加载后，全速运行，P0CEX0输出频率为250Hz的正向波形，P0CEX1输出频率为250Hz的反向波形，如下图所示：

图2-7

如果应用中需要频率和占空比可变的波形，则可通过适时的改变PxTOP和PxCPn(PxCPHn,PxCPLn)来获取相应波形；PxCPn和PxTOP在0x0000点更新。

注：对于XPWM和XPPWM工作方式，一定要配置相应的PCAx工作在双沿模式，否则相应口将不能正常输出波形；

• LCD/LED驱动器
  

Demo程序给出了LCD的使用实例，以4COM，2SEG为例，用户可根据实际需要选择合适COM数和SEG数做相应的IO配置；配置参考void init_lcd()。

选择“Lcd”工程，编译加载运行，观察SEG1、SEG2、COM1~COM4口波形；

Demo程序给出了LED的使用实例，以2COM，8SEG为例，用户可根据实际需要选择合适COM数和SEG数做相应的IO配置；配置参考void init_led()。

选择“Led”工程，编译加载运行，观察COM1、COM2、SEG1~ SEG8口波形；

2.5.1寄存器简要介绍

DISPCON

DISPCON1

其它相关寄存器详见Spec。

• TWI串行通讯接口
  

TWI串行总线采用两根线(SDA和SCL)在总线和装置之间传递信息。SH88F6161完全符合TWI总线规范，自动对字节进行传输进行处理，并对串行通讯进行跟踪。

2.6.1工作方式配置介绍

twi_define.h文件中定义了以下几个模式：

#define MT_MODE：打开该宏，配置6161工作在主机传送模式；

#define MR_MODE：打开该宏，配置6161工作在主机接收模式；

#defineSLAVE_MODE：打开该宏，配置6161工作在从机模式；

将相应功能的宏定义打开，屏蔽其他宏定义，编译、加载运行可进行测试。

2.6.2测试程序介绍

Twi_Test.c分别以作为主机和从机传送和接收10个byte数据为例给出了该模块的应用；

1. 选择“Twi”工程后，打开宏定义“MT_MODE”，编译、加载运行可测试6161作为主机向从机传送数据，分别为“0x40,0x41,0x42,0x43,0x44,0x45,0x46,0x47,0x48,0x49,0x4A……..”

2. 选择“Twi”工程后，打开宏定义“MR_MODE”，编译、加载运行可测试6161作为主机从从机接收10个byte数据；

3. 选择“Twi”工程后，打开宏定义“SLAVE_MODE”，编译、加载运行可测试6161作为从机：

• 向主机发送10个byte数据，分别为“0x40, 0x41,0x42,0x43,0x44,0x45,0x46,0x47,0x48,0x49”
• 从主机接收10个byte数据，分别为“0x40, 0x41,0x42,0x43,0x44,0x45,0x46,0x47,0x48,0x49”
  

• SPI接口
  

串行外部设备接口（SPI）是一种高速串行通信接口，允许MCU与外围设备（包括其它MCU）进行全双工，同步串行通讯。

2.7.1工作方式配置介绍

spi_define.h文件中定义了以下两个模式：

#define SLAVE_MODE：打开该宏，配置6161作为从机；            

#define MASTER_MODE：打开该宏，配置6161作为主机；

2.7.2测试程序介绍

以6161作为主机向另一块作为从机的6161传送数据为例，具体过程如下：

主机6161向从机6161传送“0x40, 0x41,0x42,0x43,0x44,0x45,0x46,0x47,0x48,0x49,0x4A”；从机收到主机发送的数据后，将相应数据返回给主机，主机接收到从机返回的数据后，将其保存到rcv_data[]数组中。

选在“Spi”工程后，打开宏定义“#define MASTER_MODE”编译，下载运行使其作为主机；

选在“Spi”工程后，打开宏定义“#define SLAVE_MODE”编译，下载运行使其作为从机；

本模块程序运行测试需要两块6161板子配合。

注：如果从机向主机返回的数据内容与期望值有差别，可尝试提高从机的的系统时钟频率，或降低主机的系统时钟频率；

本次实例中，以一个主设备一个从设备的通讯网络为例，因此无需控制SS引脚，即只需接SCK，MOSI，MISO三根信号线；

2.7.3寄存器简要介绍

• Uart接口
  

通过配置相应寄存器可使Uart工作在不同的工作方式，本次Demo程序以Uart0的方式1为例，给出了6161传送数据和接收数据的实例。

注：Uart0和Uart1完全相同；

2.8.1工作方式配置介绍

uart_define.h文件中，定义了以下两个宏：

#define Enable_uart_TX_test：测试6161工作在方式1传送数据；

#define Enable_uart_RX_test：测试6161工作在方式1接收数据；

2.8.2测试程序介绍

本项测试需结合串口助手调试，选择“Uart”工程后，打开宏定义“#define Enable_uart_TX_test”，编译、加载运行后，通过串口助手可看到6161连续传送0x96；

注：测试时，系统时钟选择外挂晶振8M，波特率为9600；

2.8.3寄存器介绍

• USB
  

USB主机和从机之间的通信是建立在既定的USB协议基础上，需要主机驱动程序和从机驱动程序配合实现；根据不同的应用场合，用户可以编写相应的USB驱动程序实现与PC主机的通讯。

USB协议规定了USB设备和PC主机进行通讯的过程，主机和从机进行通讯的第一个阶段是枚举过程，通过枚举，从机设备会将其描述符信息发送给主机，主机会在枚举完之后根据设备的描述符信息发起后续的通信，后续通信的过程根据枚举时得到的设备配置信息的不同而不同。

2.9.1总体流程图

使用USB模块之前，首先需调用模块初始化函数void usb_init ()，之后USB从机将等待主机发送命令，并产生相应中断；

图2-8

2.9.2基本通信过程说明

如果从机可以接收主机向控制端点0发送的数据，收到SETUP命令后，需进行如下操作：

• 置位OEP0RDY；
• 待产生OEP0中断后，通过OEP0CNT寄存器可获取接收到的数据个数，从EP0 OUT Buf可获取所收到的数据内容；
• 如果OEP0CNT的值小于8，则IEP0CNT清0，置位IEP0RDY，此时主机会向从机发送In包，从机将向主机传送0长度数据包，本次控制传输结束。要想开始下一笔控制传输，主机需重新发送SETUP包；
• 如果OEP0CNT的值等于8，则重复步骤1）~3）；
  

如果从机有数据通过端点0向主机发送，收到SETUP命令后，需执行如下操作：

• 设置相应的IEP0DTG；
• 向EP0 IN BUF填写数据内容，向IEP0CNT填写数据个数；
• 置位IEP0RDY；
• 待产生IEP0中断后，如果IEP0CNT值小于8，表示从机没有剩余数据向主机发送，此时应置位OEP0RDY，等待主机向从机传送0长度数据包产生OEP0中断，本次控制传输结束；
• 如果IEP0CNT值等于8，表示从机还有数据向主机发送，此时应重复1）~4）；
  

如果从机可以接收主机向端点1传送的数据，则需执行如下操作：

• 设置OEP1BUFSEL占用相应buf，
• 置位OEP1RDY；
• 待产生OEP1中断后，通过OEP1CNT寄存器可获取接收到的数据个数，释放当前被占用的buf，从中可获取接收到的数据内容，如果当前接收到的数据个数等于16，则重复1）~3）；如果当前接收到的数据个数小于16，本次传输结束；
  

如果从机有数据通过端点1向主机发送，则需执行如下操作：

• 设置IEP1DTG；
• 填写IEP1CNT，填写相应的BUF，并设置IEP1BUFSEL占用BUF；
• 置位IEP1RDY，向主机发送数据；
• 产生IEP1中断后，如果从机没有数据传送（即IEP1CNT小于16），则本次数据传输结束，否则重复步骤1）~4）；
  

如果从机可以接收主机向端点2传送的数据，则需执行如下操作：

• 设置OEP2BUFSEL占用相应buf，
• 置位OEP2RDY；
• 待产生OEP2中断后，通过OEP2CNT寄存器可获取接收到的数据个数，释放当前被占用的buf，从中可获取接收到的数据内容，如果当前接收到的数据个数等于64，则重复1）~3）；如果当前接收到的数据个数小于64，本次传输结束；
  

如果从机有数据通过端点2向主机发送，则需执行如下操作：

• 设置IEP2DTG；
• 填写IEP2CNT，填写相应的BUF，并设置IEP2BUFSEL占用BUF；
• 置位IEP2RDY，向主机发送数据；
• 产生IEP2中断后，如果从机没有数据传送（即IEP2CNT小于64），则本次数据传输结束，否则重复步骤1）~4）；
  

2.9.3应用实例

本次Demo程序以HID类设备为例，给出了枚举过程。

当6161下载该程序运行后，插入PC，PC端会识别到一个HID类设备插入，如下所示：

如果用户需要实现其他应用，则应根据USB协议规定修改相应的描述符信息，并增加相应的类请求响应程序以及后续通信相关程序。

• ADC
  

ADC负责模拟信号到相应12位的数字信号的转换，支持VDD，内建1.5V，内建2.5V，外接VREF四种基准电压，可通过软件启动AD转换，也可通过触发源触发AD转换，另外通过启动比较功能，可实现连续转换。

2.10.1工作方式配置介绍

adc_define.h文件中定义了以下几个宏：

#define STARTUP_BY_SOFTWARE：打开该宏，测试软件触发一次ADC0转换

#define STARTUP_BY_HARDWARE：打开该宏，测试外部中断2上升沿触发ADC0转换

#define              DIGITAL_COMPARE_FUNCTION：打开该宏，测试连续ADC0转换

2.10.2测试程序介绍

选择“Adc”工程，打开宏“#define STARTUP_BY_SOFTWARE”，编译、加载，

• ADC0通道（P0.0）外接电压源；
• 在ADC中断服务程序中设置断点，全速运行至断点处，通过寄存器ADCL和ADCH可观测外部电压转换值；
  

注：本项测试只完成一次AD转换，要想再进行一次AD转换，软件需再次启动AD转换。

选择“Adc”工程，打开宏“#define STARTUP_BY_HARDWARE”，编译、加载，

• ADC0通道（P0.0）外接电压源；
• 在ADC中断服务程序中设置断点，全速运行；
• 给P6.1口上升沿信号，可看到程序运行至断点处，此时通过寄存器ADCL和ADCH可观测外部电压转换值；
  

注：本项测试中，一次外部中断只能触发一次AD转换，要想再进行一次AD转换，需再次触发外部中断。

选择“Adc”工程，打开宏“#define DIGITAL_COMPARE_FUNCTION”，编译、加载，

• ADC0通道（P0.0）外接电压源；
• 在ADC中断服务程序中设置断点，全速运行至断点处，通过寄存器ADCL和ADCH可观测外部电压转换值；
• 调节电压后再全速运行，可看到程序再次运行至断点处，通过寄存器ADCL和ADCH可观测外部电压转换值；
• 重复步骤5），实现连续AD转换。
  

2.10.3寄存器简要介绍

寄存器的每一位详细介绍见Spec。

• DAC
  

DAC支持自校准功能，在精度要求较高的情况下，需先进行自校准，然后再正常使用DAC。

2.11.1测试程序介绍

选择工程“Dac”，编译、加载运行，测量DAC输出口（P1.6）电压约为2.5V；

注：本次测试程序选择DACL执行写操作触发DAC输出更新，选择内建2.5V作为参考电压，且输入数字量为0xFFF，故转换输出电压应该为2.5V。

实际应用中，可根据需要在初始化DAC时选择其他触发方式或决定是否开启DAC补偿。

2.11.2寄存器介绍

注：该寄存器，在执行DAC自校准功能时，硬件会自动更新；另外，软件也可修改该寄存器，如，通常为了提高精度，软件会对多次自校准后得到的DACCAL值求平均，然后再将其写入DACCAL。

• EEPROM操作
  

本次Demo程序给出了读写EEPROM的接口函数，如下：

1）UINT8 EEPromByteRead(UINT8 nAddrH,UINT8 nAddrL)

从EEPROM指定地址处读取1个byte；

2）void EEPromByteProgram(UINT8 nAddrH,UINT8 nAddrL, UINT8 nData)

向EEPROM指定地址处写一个byte；

3）void EEPromSectorErase(UINT8 nAddrH)

擦除EEPROM指定扇区中内容；

注：在对EEPROM进行擦除和写操作之前，一定要关闭中断，待操作结束后，才可打开中断；另外，对Flash的读、写、擦除操作过程类似于类EEPROM操作，唯一区别是，在擦除或写、读之前应将FAC位清0。