隨著能源需求的日益短缺，科技的日趨智能化，高精度精密控制已日趨成為人們生產(chǎn)生活的必然趨勢，中科昊芯順應(yīng)時代要求，推出適用于高精度工業(yè)自動化運(yùn)動控制的新版HXS320F28034PNT數(shù)字信號處理器DSP，芯片HRCAP模塊以數(shù)百皮秒內(nèi)的典型分頻率測量外部脈沖的寬度，可更有效助力于工程師實(shí)現(xiàn)3D精密打印、超聲波聲納測距與氣體檢測、掃地機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床等精密測量功能。

自平頭哥半導(dǎo)體有限公司的劍池集成開發(fā)環(huán)境（簡稱“CDK”）V2.12.1支持HXS320F28034PNT芯片調(diào)試以來，本期以HRCAP捕獲變頻PWM輸出實(shí)例對HRCAP脈沖捕獲原理展開介紹。

HXS320F28034PNT?HRCAP高精度脈沖捕獲原理如下，通過控制寄存器HCCTL[HCCAPCLKSEL]選擇HRCAP時鐘，HCCAPCLK以系統(tǒng)時鐘SYSCLK或倍頻時鐘PLLCLK產(chǎn)生16位計數(shù)HCCOUNTER，通過校準(zhǔn)寄存器HCCAL[HRPWMSEL]選擇HRCAP邊沿探測邏輯，運(yùn)行于正常分辨率或高分辨率捕獲模式，通過HRCAPxINTn中斷觸發(fā)響應(yīng)PIE執(zhí)行：當(dāng)檢測到上升沿與下降沿時，通過計數(shù)捕獲產(chǎn)生HCCOUNTER值，并在計數(shù)器復(fù)位為0之前被捕獲到16位寄存器HCCAPCNTRISE0與HCCAPCNTFALL0，即實(shí)際低電平和高電平脈沖寬度分別為HCCAPCNTFALL0+1和HCCAPCNTRISE0+1，等待下一脈沖周期上升沿時載入上升沿與下降沿捕獲寄存器HCCAPCNTRISE1與HCCAPCNTFALL1。通過GPIOMUX配置外設(shè)引腳捕獲功能，從而輸出相應(yīng)的PWM波。因此在同一時間間隔內(nèi)，下降沿捕獲相比上升沿捕獲，可捕獲到的脈沖邊沿計數(shù)增加一倍，使得捕獲分辨率提高一倍。

由此設(shè)計高分辨率脈沖捕獲實(shí)例：HRCAP1與HRCAP2分別捕獲兩組向下計數(shù)與向上計數(shù)，頻率在30kHz~120kHz間變化的PWM波上升沿與下降沿，通過GPIOMUX配置HRCAP輸出引腳GPIO26與GPIO27上輸出相應(yīng)的PWM波，故硬件連接為GPIO0-GPIO26、GPIO2-GPIO27，如下圖所示。

實(shí)例所采用軟硬件開發(fā)環(huán)境如下表所示：

CDK下載地址：https://occ.t-head.cn/community/download?id=575997419775328256

開發(fā)板申請地址：http://haawking.cn/core28034

仿真器申請地址：http://haawking.cn/DSP-EMULATOR

基于以上分析，在CDK上開發(fā)HRCAP捕獲變頻PWM輸出程序，代碼包括：HRCAP與EPWM外設(shè)GPIO引腳、捕獲功能配置程序，HRCAP捕獲兩組向下計數(shù)與向上計數(shù)，頻率在30kHz~120kHz間變化的PWM波上升沿與下降沿的中斷服務(wù)程序，主程序調(diào)用執(zhí)行。

CDK上開發(fā)HRCAP捕獲變頻PWM輸出程序，其編譯結(jié)果為：

編譯通過后，就可以開始調(diào)試了，其調(diào)試結(jié)果如下：

調(diào)試后，HRCAP輸出捕獲的PWM周期變化波形如下：

為證明HRCAP的高精度脈沖捕獲有效性，本設(shè)計實(shí)例采用ECAP與HRCAP捕獲兩路向下計數(shù)、同等周期范圍變化的PWM波進(jìn)行對比，同時通過設(shè)置LED1閃燈來對比ECAP與HRCAP的捕獲時間，效果如下：

從圖中可以看出，HRCAP相較于ECAP脈沖捕獲用時減少一半，故能更加精細(xì)地讀出同等變頻PWM波的輸出頻率變化，因而測量更加精準(zhǔn)。

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“智由芯生 創(chuàng)享未來”，中科昊芯是數(shù)字信號處理器專業(yè)供應(yīng)商。作為中國科學(xué)院科技成果轉(zhuǎn)化企業(yè)，瞄準(zhǔn)國際前沿芯片設(shè)計技術(shù)，依托多年積累的雄厚技術(shù)實(shí)力及對產(chǎn)業(yè)鏈的理解，以開放積極的心態(tài)，基于開源指令集架構(gòu)RISC-V，打造多個系列數(shù)字信號處理器產(chǎn)品，并構(gòu)建完善的處理器產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng)。產(chǎn)品具有廣闊的市場前景，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制及電機(jī)驅(qū)動、數(shù)字電源、光伏、儲能、新能源汽車、消費(fèi)電子、白色家電等領(lǐng)域。