G32R501 CAP/HRCAP 模块技术介绍

G32R501 CAP/HRCAP 模块技术介绍

一、模块概述

G32R501 实时控制 MCU 内置 7 个 CAP（捕获）模块，其中 2 个支持高分辨率捕获功能（HRCAP），该模块可用于对外部事件的高精度时间捕获，是电机控制、精密测量、脉冲识别等应用中的关键组件。

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二、CAP 模块功能结构
1. 基本功能

• CAP（Capture）模块用于检测外部信号边沿并记录事件发生时的时间戳。
• 支持 32 位时基计数器，最大程度降低溢出概率。
• 支持 最多四个时间戳寄存器（CAP1~CAP4），并可选择：
  
  
  • 单次触发模式：记录一次性事件
  • 连续模式：循环记录多个事件
    
    
  
  

2. 输入源灵活性

• 输入信号通过 输入 X-BAR 路由，可从任意 GPIO 引脚引入。
• 可配置 上升沿 / 下降沿 触发。
• 可对输入信号进行预分频处理。
  
  

3. 时间戳模式

• 绝对时间模式：计数器持续运行，记录的是系统全局时间。
• 差分时间模式：每次捕获后计数器清零，用于测量相邻事件间隔。
  
  

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三、CAP 模块扩展功能
1. APWM 模式（非对称 PWM 输出）

• CAP 模块可配置为单通道非对称 PWM（APWM）输出模式。
• 使用同一个计数器进行 PWM 周期和占空比控制。
• 支持相位同步功能，可与其他 CAP/PWM 模块进行 同步偏移配置，实现多通道移相控制。
  
  

2. 中断功能

• 每一个捕获事件都可配置中断通知 CPU。
• 支持基于中断和轮询的两种工作方式，便于系统资源调度。
  
  

3. 与 ADC 的联动

相比传统的 ADCEXTSOC 脚触发方式，CAP 模块可以更精准高效地启动 ADC 转换：

[td]

特性	CAP触发ADC	ADCEXTSOC
触发类型	边沿触发	电平触发
支持方向	上升/下降沿	上升沿
冗余转换风险	无	有
可配中断	支持开始中断	不支持

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四、HRCAP 高分辨率捕获功能

1. 功能增强

HRCAP 模块在 CAP 的基础上集成高分辨率时间戳采集：

• 精度最高可达 150ps。
• 适用于 高速脉冲捕获、高频率测量场景。
  
  

2. 应用价值

• 可用于测量高速电机转速或位置反馈。
• 支持占空比精密分析，如用于解码电流/电压型传感器输出。
• 也可用于电源侧 功率因数测量、相位测定等高精度任务。
  
  

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五、模块配置建议[td]

项目	建议设置
捕获源引脚	通过 X-BAR 映射到合适的 GPIO
捕获边沿选择	根据脉冲信号特性选择 Rising/Falling
模式选择	周期信号建议使用差分模式
中断使用	若对实时性要求高建议开启中断
与 ADC 联动	可配置 ADC 在捕获后启动采样
多模块同步（APWM 模式）	使用相位同步和公同步信号

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六、典型应用示例

• 电机速度测量
  
  
  • 通过霍尔传感器输出捕获转子转速，结合差分时间戳模式实时解算。
    
    
• 电流型传感器解码
  
  
  • 采集占空比编码信号，通过 HRCAP 解码成电流值。
    
    
• PWM 输出控制
  
  
  • 使用 CAP 的 APWM 模式，实现高精度 PWM 驱动控制。
    
    
• 高速事件分析
  
  
  • 使用 HRCAP 捕获通信帧、脉冲序列中关键边沿时刻。
    
    
  
  

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七、总结

G32R501 的 CAP/HRCAP 模块具备以下技术亮点：

• 灵活的捕获结构 + 高精度时间戳
• 可配置中断和 ADC 联动机制
• 支持 APWM 生成及相位同步
• HRCAP 支持亚纳秒级精度采样，适用于严苛控制场景
  
  

凭借其强大的捕获与控制能力，CAP/HRCAP 模块是工业控制、电机驱动、仪器仪表等场景中不可或缺的重要组件。