【经验】如何使用32位超低功耗MCU外设反射系统功能？

时间： 2019-09-02 来源：Silicon Labs（世强编辑整理）

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EFM32是SILICON LABS公司推出的32位超低功耗的MCU系列，其有很多低功耗的特性。其中外设反射系统（Peripheral Reflex System，简称PRS）是EFM32系列MCU专有的外设互联总线，它允许不同的外设无需CPU干预即可直接相互通信，从而能够降低系统的功耗。外设反射系统基于“生产者-消费者”模型进行工作，发送反射信号的外设模块称为生产者（Producers），接收反射信号的外设模块称为消费者（Consumers）。外设反射系统会将生产者发出的信号根据配置映射到对应消费者，消费者根据收到的信号作出相应的动作。本文档将为大家介绍如何使用EFM32的PRS功能。

一、原理介绍

图1给出了一个通道及4个不同外设被连接到PRS的框图，该PRS包含8个通道，每个通道都可以在生产者提供的所有输出反射信号中进行选择。消费者可以选择侦听哪个PRS通道，并根据通过该通道连接的反射信号执行相应的动作。反射信号既可以是脉冲信号，也可以是电平信号。同步PRS脉冲的宽度为一个HFPERCLK周期，可以由一个生产者发送（例如ADC转换结束），也可以由PRS通道中的边沿检测器产生。电平信号的波形可以是任意的，但会被同步到HFPERCLK。在图一所示的例子中，4个外设被连接到2个PRS通道。TIMER0和ADC0连接到一个通道，ACMP和TIMER1连接到第二个通道。TIMER0的溢出信号可启动一次ADC转换，ACMP的输出可用作TIMER1的一个捕获/比较通道的输入。

图1：PRS框图

二、一般操作

可将不同的功能应用于一个PRS内部的反射信号。每个通道都包含一个边沿检测器，以便从电平信号产生脉冲信号。还可以通过用软件写PRS_SWPULSE和PRS_SWLEVEL寄存器来产生输出反射信号。PRS_SWLEVEL用于为每个通道设置一个可编程的电平，并保持其编程值。如果向PRS_SWPULSE写1，它会给出一个周期的高电平脉冲，否则它会保持0电平。SWLEVEL和SWPULSE信号与来自生产者的所选信号进行异或，形成输出信号，发送给侦听该通道的消费者。

使用emlib函数void PRS_SourceSignalSet（unsigned int ch， uint32_t source， uint32_t signal， PRS_Edge_TypeDef edge）可很容易地配置PRS通道。通过指定PRS通道、生产者外设、来自外设的信号和脉冲产生边沿，该函数可相应地配置PRS。

生产者

每个PRS通道都可以在来自多个生产者的信号中选择，这可通过PRS_CHx_CTRL寄存器中的SOURCESEL域配置。每个生产者都能输出一个或多个信号，这可通过设置PRS_CHx_CTRL寄存器中的SIGSEL域选择。将SOURCESEL的位设置为0（Off）会导致输入多路选择器的输出恒为0。表1给出了可用生产者一览表。

表1：反射生产者

消费者

消费者外设（列于表2）可被设置为侦听一个PRS通道，并根据在该通道接收的信号执行相应的动作。大多数消费者要求脉冲输入，有些可处理电平输入。

表2：发射消费者

三、软件示例

本例（如图2所示）展示如何设置ADC0，以便每当定时器0溢出时即启动单次转换。定时器0每次溢出时通过PRS发送持续一个HFPERCLK周期的高电平脉冲，ADC进行单次转换，转换结果在LCD上显示。本示例的硬件为STK3700开发板，MCU型号为EFM32GG990F1024。

图2：使用PRS实现用定时器0溢出启动ADC0单次转换

上图展示出了在定时器0溢出时由定时器0发送给ADC0的一个HFPERCLK周期宽的脉冲。该信号触发一次ADC转换。ADC消费由定时器产生的同一信号。本例所示的情况不需要边沿检测，PRS保持输入信号不变。ADC被配置为8位分辨率，Vdd既作为参考电压，也作为输入信号。ADC在转换结束时产生单次转换结束中断。CPU随后读取转换结果并将其显示到LCD。显示的结果是ADC0_SINGLEDATA寄存器的直接读取值，该值总是为255，这是因为输入信号与参考电压相同。参考代码如下：