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

• 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。