【经验】如何正确使用8位MCU的PortMatch功能
SILICON LABS的很多8位MCU(C8051和EFM8)都具有PortMatch功能,此功能允许一个或多个端口IO引脚上的逻辑电平变化触发系统事件。例如GPIO的输入电平与配置的电平不匹配时可以触发中断事件,并且这一功能可以将MCU从Sleep模式唤醒。但是很多工程师在使用PortMatch功能时,总会遇到很多问题,本文为大家讲解如何正确使用PortMatch功能,MCU选用低功耗的EFM8SB系列为例。
端口PortMatch的功能通过设置PnMASK寄存器的相关位来启动,如配置P0.0引脚使能PortMatch功能的语句P0MASK |= 0x01;。另外,如果引脚模式被配置成了模拟则PortMatch功能无法使用,因此寄存器PnMDIN和PnMDOUT的相关位需要配置引脚作为数字输入(即open-drain)模式P0MDIN |= 0x01; P0MDOUT &= 0xFE。 然后需要配置的是引脚匹配的电平值,这是用于设置引脚是高电平还是低电平触发事件的。需要注意的是,PortMatch事件是引脚的电平与设置的电平值不一致时触发,因此配置P0.0是低电平触发,需要配置P0MAT |= 0x01;。如需产生PortMatch中断,需要使能PortMatch中断,将寄存器EIE1的EMAT位置1,并使能总中断EA。若只是用PortMatch功能来唤醒MCU,则不必一定开启中断,只要PortMatch事件被触发就可以唤醒MCU。使用图形化配置如下:
上面配置后,PortMatch事件是可以正确触发了,但在实际应用中,还是会遇到一些问题,现总结如下。
1、PortMatch中断函数的入口只有一个,即所有IO触发PortMatch中断时,都会执行同一个中断服务函数,当配置多个IO具有PortMatch中断时,如何判断此次中断是哪一个IO触发的?
在中断服务函数读取Pn寄存器来判断是哪个引脚的电平发生变化触发的,这里还是以P0.0引脚在低电平触发为例,假设P0.0外部是按键来控制电平,按键不按时是高电平,按键按下时是低电平。代码实现如下:
SI_SBIT (Pin0_0,SFR_P0,0); //定义P0.0为Pin0_0
SI_INTERRUPT (PMATCH_ISR, PMATCH_IRQn)
{
if(Pin0_0 = 0)//判断P0.0是不是低电平,因为低电平触发中断,如果是,则执行相关内容
{}
}
2、PortMatch触发是电平触发,当开启中断,电平不匹配时,则会一直触发中断,代码会循环地执行中断函数。如何才能实现类似边沿触发的方式?
这可以在中断函数里通过重新配置PnMAT寄存器来实现。例如按键按下低电平触发,那么就将P0.0改成低电平匹配,这样中断服务函数执行完后,就不会再次执行。当按键松开IO电平变高电平时,会再次执行中断服务函数,将P0.0再改回低电平匹配。这就相当于实现了边沿触发,上升沿和下降沿各执行中断一次。代码实现如下:
SI_INTERRUPT (PMATCH_ISR, PMATCH_IRQn)
{
uint8_t P0_sample = P0;
uint8_t P1_sample = P1;
P0MAT = P0_sample;
P1MAT = P1_sample;
}
3、配置低电平触发唤醒MCU,寄存器配置和电路设计需要注意的地方是什么?
如果是低电平触发,表示这个引脚平时需要保持高电平状态。寄存器配置如上面所述,将此引脚配置成数字开漏模式(PnMDIN和PnMDOUT),内部电平锁存值配置成高(Pn),即内部下拉关闭,匹配电平配置成高电平(PnMAT),使能匹配功能即可(P0MASK)。开漏模式的引脚内部上拉无法使用,EFM8SB内部有若上拉功能,但是为了降低功耗,建议电路设计上使用较大阻值的外部上拉电阻,关闭内部若上拉功能(XBR2的WEAKPUD位置1)。
4、配置高电平触发唤醒MCU,寄存器配置和电路设计需要注意的地方是什么?
如果是高电平触发,表示这个引脚平时需要保持低电平状态。寄存器配置方面,将此引脚配置成数字开漏模式(PnMDIN和PnMDOUT),内部电平锁存值配置成高(Pn),即内部下拉关闭,匹配电平配置成低电平(PnMAT),使能匹配功能即可(P0MASK)。需要注意的是内部电平锁存值需要配置成高电平,因为如果配置成低电平的话,当外部将此引脚拉高时,消耗的电流会比较大。外部驱动能力强的话,还可以将引脚电平拉高,如果驱动能力弱的话,就无法将引脚电平拉高了,从而无法唤醒MCU。电路设计上建议外部使用较大阻值的外部下拉电阻,关闭内部若上拉功能(XBR2的WEAKPUD位置1)。
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