【经验】如何正确使用8位MCU的PortMatch功能

时间： 2018-02-08 来源：世强作者：Carol

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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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TAO Lv7. 资深专家 2018-02-08

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