PIC单片机原理及应用(第十一章)

第11章CCP捕捉/比较/脉宽调制

配置了2个捕捉／比较／脉宽调制模块CCP1、CCP2(Capture/Compare/PWM)。它们各自都有独立的16位寄存器CCPR1和CCPR2，两个模块结构、功能、操作方法基本一样，它们的区别仅在于各自有独立的外部引脚，以及各自的特殊事件触发器。它们的功能实现，往往与定时器TMR1、TMR2复合使用。第11章CCP捕捉/比较/脉宽调制配置了2个捕111.1CCP模块功能11.1.1CCP模块可工作在3种模式下：捕捉方式、比较方式和脉宽调制方式。1、CCP模块的捕捉功能:

可捕捉外部输入脉冲的上升沿或下降沿，产生相应的中断，适用于测量引脚输入的周期性方波信号的周期、频率、占空比等，也适用于测量引脚输入的非周期性矩形脉冲信号的宽度、到达时刻或消失时刻等参数；2、比较功能:用于从引脚上输出不同宽度的矩形正脉冲、负脉冲、延时启动信号等；3、脉宽调制功能:适合于从引脚上输出脉冲宽度随时可调的PWM信号来实现直流电机的调速、D/A转换、步进电机的步进控制等。11.1CCP模块功能11.1.1CCP模块可工作在32

CCP模块与定时器模块的搭配

CCP模块与定时器模块的搭配311.1.2CCP模块寄存器介绍（以CCP1为例）CCP1模块寄存器：CCPR1H：CCPR1L，存放参考信息和计数比较信息等。CCP1控制寄存器：CCP1CON，设置工作方式等。PIR1：PIE1：TRISC：TMR1H：TMR1L

11.1.2CCP模块寄存器介绍（以CCP1为例）CC4CCP1控制寄存器：CCP1CONCCP1控制寄存器：CCP1CON5Bit3-Bit0/CCP1M3-CCP1M0：

CCP1工作方式选择位，主动参数。00xx：关闭捕捉／比较／脉宽调制模块（即CCP1复位）；01xx：捕捉工作方式；10xx：比较工作方式；11xx：脉宽调制PWM工作方式。Bit5-Bit4/CCP1X-CCP1Y：

PWM工作循环周期的最低2位，数据参数。作为其输出信号脉宽的低2位，高8位在CCPR1L中。 捕捉方式：未用。比较方式：未用。Bit3-Bit0/CCP1M3-CCP1M0：6

11.2捕捉功能

PIC单片机的输入捕捉功能，就是对外部从引脚CCP上输入的脉冲上升沿或下降沿进行实时捕捉检测。

容易实现对信号周期及脉冲占空比的检测。11.2捕捉功能7

11.2.1捕捉方式工作原理

11.2.1捕捉方式工作原理8

11.2.2捕捉方式相关的寄存器

INTCON，PIE1（CCP1IE），PIR1(CCP1IF）CCP1控制寄存器：CCP1CONCCPR1捕捉寄存器：CCPR1H：CCPR1L，在特殊事件发生时捕捉并保存定时器TMR1数值。TMR1计数寄存器高低字节：TMR1H：TMR1L专用CCP1端口定义：TRISC2（Bit2）11.2.2捕捉方式相关的寄存器INTCON，9CCP控制寄存器CCP1CON

Bit3-Bit0/CCP1M3-CCP1M0：

01xx：捕捉工作方式设置，主动参数。

0100：捕捉每个脉冲下降沿；0101：捕捉每个脉冲上升沿；0110：捕捉每4个脉冲上降沿；0111：捕捉每16个脉冲上降沿。

CCP控制寄存器CCP1CONBit3-Bit0/C1011.2.3CCP1模块捕捉方式的应用

CCP1模块构成输入信号的捕捉功能，需要对相应的控制位进行设置，即所谓CCP1模块捕捉方式的初始化。11.2.3CCP1模块捕捉方式的应用111、CCP1引脚的设定

CCP1和RC2合用一个引脚RC2／CCP1，在CCP1的捕捉方式下，RC2引脚必须由TRISC的Bit2设定为输入方式。1、CCP1引脚的设定CCP1和RC2合用一122、TMR1工作方式的设定

当CCP1工作于捕捉模式时，必须和TMR1搭配。同时TMR1必须设定为定时器工作方式或者同步计数器方式。计数初值一般以０开始。

2、TMR1工作方式的设定当CCP1工作133、预分频器设定

必须通过CCP1CON的CCP1M3~CCP1M0的设置，选择一种触发事件。而利用TMR1的预分频比例进行设置。1：1、1：4、1：16共三种。3、预分频器设定必须通过CCP1CON的CCP1M3144、设置CCP1中断方式

每当CCP1捕捉到一事件发生时，将CCP1IF置位，产生一次中断。脉宽检测时，经常需要变化捕捉条件。在改变CCP捕捉方式时，可能产生一次错误的捕捉中断，所以，在改变捕捉方式之前，必须清除中断使能位CCP1IE来屏蔽CCP1中断请求，并且在捕捉模式改变之后，将中断标志位CCP1IF清零，以防止引起CPU的错误响应。4、设置CCP1中断方式15

实例1、检测脉冲的宽度2、CCP1和CCP2的双捕捉功能

实例1、检测脉冲的宽度16

11.3比较功能

CCP模块第2个功能是比较方式输出，用于从引脚上输出不同宽度的矩形脉冲信号、不同的周期频率脉冲以及非周期频率信号等。根据预置的特定值（CCPR1)与TMR1计数器的计数值进行比较，当两者数值一致时给出比配信号，触发CCP中断标志位置位。由RC2引脚可以输出3种逻辑状态。11.3比较功能CCP模块第2个功能是比17

11.3.1比较方式工作原理

11.3.1比较方式工作原理18

11.3.2CCP1比较方式相关寄存器

INTCONCCP1控制寄存器：CCP1CONCCP1比较寄存器：CCP1H：CCP1L第一外围中断标志寄存器：PIR1（CCP1IF）第一外设中断使能寄存器：PIE1（CCP1IE）TMR1计数寄存器高低字节：TMR1H：TMR1L专用CCP端口定义：TRISC2（Bit2）11.3.2CCP1比较方式相关寄存器INTCON19CCP1控制寄存器CCP1CON

Bit3-Bit0/CCP1M3-CCP1M0:比较方式下的功能定义。1000：如果CCPR1与TMR1相等，RC2／CCP引脚为高电平，同时CCP1IF置位；1001：如果CCPR1与TMR1相等，RC2／CCP引脚为低电平，同时CCP1IF置位；1010：如果CCPR1与TMR1相等，CCP1电平不变，（CCP1IF置位，CCP1引脚不受影响）；1011：特殊事件触发，如果CCPR1与TMR1相等，CCP1电平不变，（CCP1IF置位，CCP1将TMR1复位，并且启动A/D模数转换电路）。CCP1控制寄存器CCP1CONBit3-Bit0/20

11.3.3CCP1比较方式应用

CCP1模块构成输出比较功能，需要对相应的控制位进行设置，即所谓CCP1模块比较工作方式的初始化。11.3.3CCP1比较方式应用C211、CCP引脚设定

在比较工作方式下，用户必须通过把TRISC的bit2位清零，把RC2／CCP1引脚设置成输出状态。如果对CCP1CON寄存器清零，将迫使RC2／CCP1引脚输出低电平。1、CCP引脚设定222、TMR1方式设定当CCP1工作在比较方式时，TMR1必须设置在定时方式或同步计数方式下，TMR1初值一般为０。2、TMR1方式设定当CCP1工作在比较23

3、软件中断方式

当选择软件中断方式，即CCP1CON的CCP1M3-CCP1M0为1010时，CCP1引脚上的电平不受影响，只把CCP1IF置位，产生CCP中断（当该中断使能时）。3、软件中断方式当选择软件中断方式，即CC244、特殊事件触发方式在特殊事件触发方式下，即CCP1CON的CCP1M3~CCP1M0为1011时，将产生一个内部硬件触发信号，它可以用于启动一个特殊操作。CCP1的特殊事件触发输出将对TMR1寄存器进行复位，使得CCPR1寄存器可以作为TMR1的16位可编程周期寄存器。CCP2的特殊事件触发输出也将对TMR1寄存器进行复位，并且启动A／D数模转换。CCP1、CCP2模块的特殊事件触发输出不会将中断标志位TMR1IF置位。4、特殊事件触发方式在特殊事件触发方式下，即25

实例输出脉冲信号改变信号频率

实例输出脉冲信号26

11.4脉宽调制功能

CCP模块第3个功能PWM脉宽调制，它的应用非常广泛，可以从CCP引脚上输出不同占空比宽度的矩形脉冲信号，并可有效改变信号的输出频率。PWM脉宽调制信号，一般用于特殊器件的启动触发脉冲。11.4脉宽调制功能CCP模块第3个2711.4.1脉宽调制方式工作原理

当CCP1工作在脉宽调制PWM（PulseWidthModulation）方式下，RC2／CCP1引脚上可能输出分辨率高达10位，脉冲宽度随时可调的脉宽调制波形。必须将RC2／CCP1引脚设置为输出状态。对CCP1CON寄存器清0将迫使PWM输出引脚RC2／CCP1输出低电平，这并非是正常的PWM输出的数据。11.4.1脉宽调制方式工作原理当C28脉宽调制方式原理图脉宽调制方式原理图29

PWM输出信号周期

PWM输出信号周期可通过向TMR2的周期寄存器PR2写入来设定，计算公式如下：PWM周期＝４Tosc×（（PR2）＋１）×（TMR2预分频值）其中，Tosc为系统时钟周期；４×Tosc为指令周期；TMR2预分频值可以为１、4或16。PWM信号的频率定义为PWM周期的倒数。PWM输出信号周期PWM输出信号周期可通30

PWM输出时序图

PWM周期周期PWM脉宽TMR2=PR2TMR2=PR2TMR2=10bitCCPR1LPWM输出时序图PWM周期周期PWM脉宽TMR2=PR31

PWM输出信号的脉宽

通过写入脉宽寄存器，即CCPR1L寄存器及CCP1CON控制寄存器的bit5～bit4位可以得到PWM的高电平时间设定值，分辨率可达10位。其中，由８位的CPPR1L的值作为10位中的高８位，由控制寄存器CCP1CON中的Bit5-Bit4两位作为10位中的低２位组成。因此，计算PWM高电平（脉宽）的公式如下：PWM高电平（脉宽）＝CCPR1L：CCP1CON（Bit5-Bit4）×4Tosc×（TMR2预分频值）CCPR1L:CCP1CON(Bit5-Bit4)为10位脉宽寄存器、TMR2预分频值，可取1、4或16。PWM输出信号的脉宽通过写入脉宽寄存器，即3211.4.2脉宽调制方式相关寄存器

CCP控制寄存器：CCP1CONCCP1寄存器：CCP1H：CCP1L第一外围中断标志寄存器：PIR1（CCP1IF）第一外围中断使能寄存器：PIE1（CCP1IE）计时寄存器：TMR2专用CCP端口定义：TRISC（Bit2）定时周期寄存器：PR2TMR2控制寄存器：T2CON11.4.2脉宽调制方式相关寄存器CCP控制寄存器：33

CCP控制寄存器CCP1CON

Bit3-Bit0/CCP1M3-CCP1M0：脉宽调制功能设置，主动参数。11XX：脉宽调制方式，低２位不起作用。

Bit5~Bit4/CCP1X~CCP1Y：CCP1脉宽寄存器的低２位，高８位在CCPR1L中，数据参数。CCP控制寄存器CCP1CONB