文章信息

撰写日期	2018.12.20
完稿日期	2018.12.20
最近维护	2019.07.14
本文作者	multimicro
联系方式	multimicro@qq.com
GitHub	https://github.com/wifialan
本文地址	https://blog.csdn.net/multimicro/article/details/85112066

开发环境

环境说明	详细信息	备注信息
操作系统	Win10_x64
CCS版本	Code Composer Studio v8	官网地址
controlSUITE	controlSUITE for C2000 MCUs	官网地址
F28335	硬汉F28335开发板(150MHz时钟频率)
欧姆龙E6B2编码器	E6B2-CWZ6C 1000 P/R

捕获模块简介

F28335的Ecap模块捕获过程如下

该定时器是捕获模块专用定时器，在设定好捕获事件后，每捕获一个事件，对应的各级捕获寄存器就会把时间记录在捕获寄存器里面，通过这些时间信息即可计算出速度信息。
Ecap模块中比较重要的寄存器

eCAP控制寄存器ECCTL1
用于配置触发捕获事件的条件和对应的计数器(一共四级，详见程序注释)
eCAP控制寄存器ECCTL2
用于配置eCAP的工作模式，包括进入中断的方式等
eCAP捕获寄存器eCAPx
用于记录各级捕获事件发生时的时间
其余寄存器在代码中查看其作用

对与F2837xD，其配置捕获模块的程序和F28335的程序完全一样，唯一的不同就是配置Ecap输入引脚方式不同，F28335有固定的Ecap输入引脚，而F2837xD的捕获输入因为加入了Crossbar(X-BAR)机制，使得配置输入引脚其他C2000系列DSP更加灵活，可以使用任何一个GPIO口作为捕获输入，在TI官方的F2837xD文档Technical Reference Manual上面可以看到如下配置捕获引脚的说明(P1955)：

F2837xD配置捕获输入的GPIO口的程序就两行：

若想进一步了解X-BAR，参考上面提到的文档P1151页。

详细代码

/** ecap.c**  Created on: 2018年12月14日*      Author: multimicro*/#include "project.h"void InitECapture()
{InitECapture1();InitECapture2();InitECapture3();
}void InitECapture1()
{ECap1Regs.ECEINT.all = 0x0000;             // Disable all capture interruptsECap1Regs.ECCLR.all = 0xFFFF;              // Clear all CAP interrupt flagsECap1Regs.ECCTL1.bit.CAPLDEN = 0;          // Disable CAP1-CAP4 register loadsECap1Regs.ECCTL2.bit.TSCTRSTOP = 0;        // Make sure the counter is stopped// Configure peripheral registersECap1Regs.ECCTL2.bit.CONT_ONESHT = 1;      // 单次模式ECap1Regs.ECCTL2.bit.STOP_WRAP = 3;        // Stop at 4 eventsECap1Regs.ECCTL2.bit.SWSYNC = 1;            //同步所有的Ecap时钟//以下CAP1POL是配置捕获单元的极性/**      ____      ____      ____*     |    |    |    |    |    |* ____|    |____|    |____|    |____*     ↑    ↓    ↑    ↓*     A    B    C    D** */ECap1Regs.ECCTL1.bit.CAP1POL = 0;          // Rising edge  0ECap1Regs.ECCTL1.bit.CAP2POL = 1;          // Falling edge 1ECap1Regs.ECCTL1.bit.CAP3POL = 0;          // Rising edge  0ECap1Regs.ECCTL1.bit.CAP4POL = 1;          // Falling edge 1ECap1Regs.ECCTL1.bit.CTRRST1 = 0;          // 完成此次捕获后不重置计数器ECap1Regs.ECCTL1.bit.CTRRST2 = 0;          // 完成此次捕获后不重置计数器ECap1Regs.ECCTL1.bit.CTRRST3 = 0;          // 完成此次捕获后不重置计数器ECap1Regs.ECCTL1.bit.CTRRST4 = 1;          // 完成此次捕获后重置计数器ECap1Regs.ECCTL2.bit.SYNCI_EN = 1;         // Enable sync inECap1Regs.ECCTL2.bit.SYNCO_SEL = 0;        // Pass throughECap1Regs.ECCTL1.bit.CAPLDEN = 1;          // Enable capture unitsECap1Regs.ECCTL2.bit.CAP_APWM = 0;          //工作在CAP捕获模式ECap1Regs.ECCTL2.bit.REARM = 1;            // arm one-shotECap1Regs.ECCTL1.bit.CAPLDEN = 1;          // Enable CAP1-CAP4 register loads
//    ECap1Regs.ECEINT.bit.CEVT4 = 1;            // 4 events = interrupt//    ECap1Regs.ECCTL2.bit.TSCTRSTOP = 1;        // Start Counter
}void InitECapture2()
{ECap2Regs.ECEINT.all = 0x0000;             // Disable all capture interruptsECap2Regs.ECCLR.all = 0xFFFF;              // Clear all CAP interrupt flagsECap2Regs.ECCTL1.bit.CAPLDEN = 0;          // Disable CAP1-CAP4 register loadsECap2Regs.ECCTL2.bit.TSCTRSTOP = 0;        // Make sure the counter is stopped// Configure peripheral registersECap2Regs.ECCTL2.bit.CONT_ONESHT = 1;      // 单次模式ECap2Regs.ECCTL2.bit.STOP_WRAP = 3;        // Stop at 4 eventsECap2Regs.ECCTL2.bit.SWSYNC = 1;            //同步所有的Ecap时钟//以下CAP2POL是配置捕获单元的极性/**      ____      ____      ____*     |    |    |    |    |    |* ____|    |____|    |____|    |____*     ↑    ↓    ↑    ↓*     A    B    C    D** */ECap2Regs.ECCTL1.bit.CAP1POL = 0;          // Rising edge  0ECap2Regs.ECCTL1.bit.CAP2POL = 1;          // Falling edge 1ECap2Regs.ECCTL1.bit.CAP3POL = 0;          // Rising edge  0ECap2Regs.ECCTL1.bit.CAP4POL = 1;          // Falling edge 1ECap2Regs.ECCTL1.bit.CTRRST1 = 0;          // 完成此次捕获后不重置计数器ECap2Regs.ECCTL1.bit.CTRRST2 = 0;          // 完成此次捕获后不重置计数器ECap2Regs.ECCTL1.bit.CTRRST3 = 0;          // 完成此次捕获后不重置计数器ECap2Regs.ECCTL1.bit.CTRRST4 = 1;          // 完成此次捕获后重置计数器ECap2Regs.ECCTL2.bit.SYNCI_EN = 1;         // Enable sync inECap2Regs.ECCTL2.bit.SYNCO_SEL = 0;        // Pass throughECap2Regs.ECCTL1.bit.CAPLDEN = 1;          // Enable capture unitsECap2Regs.ECCTL2.bit.CAP_APWM = 0;          //工作在CAP捕获模式ECap2Regs.ECCTL2.bit.REARM = 1;            // arm one-shotECap2Regs.ECCTL1.bit.CAPLDEN = 1;          // Enable CAP1-CAP4 register loads
//    ECap2Regs.ECEINT.bit.CEVT4 = 1;            // 4 events = interrupt//    ECap2Regs.ECCTL2.bit.TSCTRSTOP = 1;        // Start Counter
}void InitECapture3()
{ECap3Regs.ECEINT.all = 0x0000;             // Disable all capture interruptsECap3Regs.ECCLR.all = 0xFFFF;              // Clear all CAP interrupt flagsECap3Regs.ECCTL1.bit.CAPLDEN = 0;          // Disable CAP1-CAP4 register loadsECap3Regs.ECCTL2.bit.TSCTRSTOP = 0;        // Make sure the counter is stopped// Configure peripheral registersECap3Regs.ECCTL2.bit.CONT_ONESHT = 0;      // 连续模式ECap3Regs.ECCTL2.bit.STOP_WRAP = 1;        // Stop at 2 eventsECap3Regs.ECCTL2.bit.SWSYNC = 1;            //同步所有的Ecap时钟//以下CAP3POL是配置捕获单元的极性/**        ________*       |        |*  _____|        |________________________*       ↑        ↓*       A        B** */ECap3Regs.ECCTL1.bit.CAP1POL = 0;          // Rising edge  0ECap3Regs.ECCTL1.bit.CAP2POL = 1;          // Falling edge 1ECap3Regs.ECCTL1.bit.CTRRST1 = 0;          // 完成此次捕获后不重置计数器ECap3Regs.ECCTL1.bit.CTRRST2 = 1;          // 完成此次捕获后重置计数器ECap3Regs.ECCTL2.bit.SYNCI_EN = 1;         // Enable sync inECap3Regs.ECCTL2.bit.SYNCO_SEL = 0;        // Pass throughECap3Regs.ECCTL1.bit.CAPLDEN = 1;          // Enable capture unitsECap3Regs.ECCTL2.bit.CAP_APWM = 0;          //工作在CAP捕获模式ECap3Regs.ECCTL2.bit.REARM = 1;            // arm one-shotECap3Regs.ECCTL1.bit.CAPLDEN = 1;          // Enable CAP1-CAP4 register loadsECap3Regs.ECEINT.bit.CEVT2 = 1;            // 2 events = interruptECap3Regs.ECCTL2.bit.TSCTRSTOP = 1;        // Start Counter
}


/********************************************************************************************************  Ecap 的基准时钟在150MHz的主频下约为6.67ns*  也就是说每过6.67ns ECap1Regs.CAPx的值就会递增1,通过CAP1和CAP3的时间差可以计算出速度********************************************************************************************************  1. 该 E6B2-CWZ6C 的分辨率为 1000 P/R 即改编码器每转一圈，固定输出1000个脉冲*  2. 若1s内转一圈，则每个脉冲的周期为： 1s/1000 = 1ms (下图中A→C的时间 , 从  A → C 为一个完整的脉冲)*  3. 由 E6B2-CWZ6C 技术文档可知，输出一共有三相A、B、Z相输出，其中Z相为同步相*  4. 计算转速时只需要A相或者B相一个即可。但计算转动方向时，需要配合A相和B相，必须用到Z相，下面会解释**     ____      ____      ____      ____*         |    |    |    |    |    |    |*         |____|    |____|    |____|    |____*         ↓    ↑    ↓    ↑*         A    B    C    D**  当  A 事件(捕获第一个下降沿)发生时 Ecap模块把当前时间记录在 ECap1Regs.CAP1中*  当  B 事件(捕获第一个上升沿)发生时 Ecap模块把当前时间记录在 ECap1Regs.CAP2中*  当  C 事件(捕获第二个下降沿)发生时 Ecap模块把当前时间记录在 ECap1Regs.CAP3中*  当  D 事件(捕获第二个上升沿)发生时 Ecap模块把当前时间记录在 ECap1Regs.CAP4中********************************************************************************************************   下面说明一下正转和反转时的三相输出波形**   捕获器1和2配置的**   1. 正转(forward)*           _____       _____       _____*  A       |     |     |     |     |     |*     _____|     |_____|     |_____|     |_____...*          ↑     ↓     ↑     ↓*          A1    B1    C1    D1**      以下变量可在函数中查看*      A1: Ecap1_TS1*      C1: Ecap1_TS3*               _____       _____       _____*  B           |     |     |     |     |     |*       _______|     |_____|     |_____|     |_____...*              ↑     ↓     ↑     ↓*              A2    B2    C2    D2**      以下变量可在函数中查看*      A2: Ecap2_TS1*      B2: Ecap2_TS2**          ___________*  Z      |           |*    _____|           |____________________________...*         ↑           ↓*         A3          B3**      没用到Ecap3的计数寄存器**   2. 反转(backward)*   标注见上*             _____       _____       _____*  A         |     |     |     |     |     |*       _____|     |_____|     |_____|     |_____...*            ↑     ↓     ↑     ↓*            A1    B1    C1    D1*          _____       _____       _____*  B      |     |     |     |     |     |*     ____|     |_____|     |_____|     |_____...*                     ↑     ↓     ↑     ↓*                     A2    B2    C2    D2*          ___________*  Z      |           |*    _____|           |____________________________*         ↑           ↓*         A3          B3***    需要注意，此种状态捕获模块捕获 B 相的上升沿如上图所示，而不是同步信号到来时的第一个上升沿*    应该是因为延时的原因，不影响测向。**    同步相到来时，才会启动捕获模块1和2来捕获A相和B相的脉冲，捕获器完成一次捕获事件后就停止工作*    等待下一次的同步信号再一次启动捕获*/
__interrupt void ecap1_isr(void)
{// 参考链接：https://blog.csdn.net/chenjiayu938/article/details/81349866ecap1_count = (++ ecap1_count) % 5;Ecap1_TS1 = ECap1Regs.CAP1;Ecap1_TS3 = ECap1Regs.CAP3;calc_pulse = Ecap1_TS3 - Ecap1_TS1;// calc_time unit is millseconds// 因为计数器每6.67ns递增一次，所以 ( 一个脉冲时间间隔内的计数器数值 ÷ 6.67 ) 就是一个脉冲持续的时间(ns),然后在除以1000000就换算得到ms// 此编码器的分辨率为 1000 P/R 转一圈固定输出1000个脉冲，1s转一圈输出的脉冲周期为1ms，因此可用   ( 1(ms) / 当前的脉冲周期(ms) )  来求得转速(r/s)calc_time = calc_pulse * 667.0 / 100.0 / 1000000.0;speed = 1 / calc_time;if(ecap1_count == 3)//降低刷新率，减小中断内部开销{memset(speed_char,'\0',8);doubleTochar(speed,speed_char,2);        //将浮点型speed数值转化为char型，用于LCD显示strcat(speed_char," r/s");memset(lcd_second_line,'\0',20);strcat(lcd_second_line," Speed:");strcat(lcd_second_line,speed_char);             //在"Speed:"后增添速度信息 最终信息格式为 "Speed:xx.xx r/s"if (Direction_flag == FORWARD) {Display_LCD1602(" Dire:forward",lcd_second_line);   //LCD1206显示速度和方向信息} else {Display_LCD1602(" Dire:backward",lcd_second_line);   //LCD1206显示速度和方向信息}}ECap1Regs.ECCLR.bit.CEVT4 = 1;      //使能第四级捕获事件发生后进入中断ECap1Regs.ECCLR.bit.INT = 1;        //清除Ecap全局中断标志位ECap1Regs.ECCTL1.bit.CAPLDEN = 1;   //使能在捕获事件中加载CAP1-4寄存器事件// Acknowledge this interrupt to receive more interrupts from group 4PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP4;
}__interrupt void ecap2_isr(void)
{Ecap2_TS1 = ECap2Regs.CAP1;Ecap2_TS2 = ECap2Regs.CAP2;Ecap2_gap_A_B = Ecap2_TS1 - Ecap1_TS1;Ecap2_gap_pulse = Ecap2_TS2 - Ecap2_TS1;//判断方向if ( Ecap2_gap_A_B < Ecap2_gap_pulse) {Direction_flag = FORWARD;} else {Direction_flag = BACKWARD;}ECap2Regs.ECCLR.bit.CEVT4 = 1;ECap2Regs.ECCLR.bit.INT = 1;ECap2Regs.ECCTL1.bit.CAPLDEN = 1;          // Enable capture units// Acknowledge this interrupt to receive more interrupts from group 4PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP4;
}__interrupt void ecap3_isr(void)
{if (Z_frist_flag == 0) {//Z相检测到同步信号，启动A相和B相的检测ECap1Regs.ECCTL2.bit.TSCTRSTOP = 1;//启动Ecap1定时器ECap2Regs.ECCTL2.bit.TSCTRSTOP = 1;//启动Ecap2定时器ECap1Regs.ECEINT.bit.CEVT4 = 1;// 4 events = interruptECap2Regs.ECEINT.bit.CEVT4 = 1;// 4 events = interruptZ_frist_flag = 1;} else {//同步开启Ecap1和Ecap2ECap1Regs.ECCTL2.bit.REARM = 1;ECap2Regs.ECCTL2.bit.REARM = 1;}ECap3Regs.ECCLR.bit.CEVT2 = 1;ECap3Regs.ECCLR.bit.INT = 1;ECap3Regs.ECCTL2.bit.REARM = 1;ECap3Regs.ECCTL1.bit.CAPLDEN = 1;          // Enable capture units// Acknowledge this interrupt to receive more interrupts from group 4PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP4;
}

维护日志

维护日期	维护内容
2019.07.14	增加了F2837xD系列DSP上的配置捕获输入GPIO的介绍

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