具有門(mén)控邏輯的輸入捕獲周邊裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微控制器，其具有輸入捕獲外圍裝置，其中所述輸入捕獲外圍裝置經(jīng)配置以將相關(guān)聯(lián)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)器值存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中且其中所述輸入捕獲外圍裝置具有門(mén)控輸入，所述門(mén)控輸入控制是否激活輸入捕獲功能。
【專利說(shuō)明】具有門(mén)控邏輯的輸入捕獲周邊裝置
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)案的奪叉參考
[0002] 本申請(qǐng)案主張于2012年2月1日提出申請(qǐng)的第61/593,468號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案的 權(quán)益，所述臨時(shí)申請(qǐng)案以全文引用方式并入本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明涉及一種輸入捕獲外圍單元。
【背景技術(shù)】
[0004] 微控制器包括全部集成到單個(gè)芯片中的微處理器、存儲(chǔ)器及多個(gè)外圍裝置。許多 微控制器經(jīng)如此高度集成以使得其不需要任何外部組件。因此，經(jīng)集成外圍裝置中的許多 外圍裝置可在設(shè)計(jì)及功能上極復(fù)雜的。輸入捕獲外圍裝置可操作以在內(nèi)部或外部觸發(fā)后即 刻讀取計(jì)時(shí)器。因此，輸入捕獲外圍裝置通常在微控制器內(nèi)用以測(cè)量時(shí)間、提供脈沖寬度調(diào) 制功能性等。在噪聲環(huán)境中，使用捕獲外圍裝置可由于單元可被錯(cuò)誤地觸發(fā)的事實(shí)而是不 可行的。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 因此，需要一種經(jīng)改進(jìn)輸入捕獲外圍裝置。
[0006] 根據(jù)一實(shí)施例，一種微控制器可具有輸入捕獲外圍裝置，其中所述輸入捕獲外圍 裝置經(jīng)配置以將相關(guān)聯(lián)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)器值存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中且其中所述輸入捕獲外圍裝置 包括門(mén)控輸入，所述門(mén)控輸入控制是否激活輸入捕獲功能。
[0007] 根據(jù)另一實(shí)施例，所述門(mén)控輸入可為可編程的以與內(nèi)部或外部信號(hào)耦合。根據(jù)另 一實(shí)施例，所述輸入捕獲外圍裝置可具有第一門(mén)控輸出，所述第一門(mén)控輸出可以可編程方 式耦合到所述微控制器的另一外圍裝置以門(mén)控所述另一外圍裝置。根據(jù)另一實(shí)施例，所述 輸入捕獲外圍裝置可包括指示捕獲事件的第二輸出。根據(jù)另一實(shí)施例，所述輸入捕獲外 圍裝置可由所述微控制器的可經(jīng)編程以在輸入捕獲模式中操作的捕獲比較脈沖寬度調(diào)制 (CCP)單元形成。根據(jù)另一實(shí)施例，所述CCP外圍裝置可為多輸出CCP(MCCP)外圍裝置。根 據(jù)另一實(shí)施例，所述微控制器可進(jìn)一步包括充電時(shí)間測(cè)量單元（CTMU)，其中所述輸入捕獲 外圍裝置及所述CTMU經(jīng)配置以耦合，且其中所述第一輸出與所述CTMU耦合且經(jīng)配置以給 所述CTMU提供門(mén)控功能，且所述第二輸出與第二控制輸入耦合以指示時(shí)間測(cè)量的結(jié)束。根 據(jù)另一實(shí)施例，所述微控制器可進(jìn)一步包括產(chǎn)生饋送到所述輸入捕獲外圍裝置的門(mén)控信號(hào) 的第一比較器。根據(jù)另一實(shí)施例，所述微控制器可進(jìn)一步包括產(chǎn)生饋送到所述輸入捕獲外 圍裝置及CTMU的事件信號(hào)的第二比較器。根據(jù)另一實(shí)施例，所述輸入捕獲外圍裝置可經(jīng)配 置以使用內(nèi)部時(shí)鐘源測(cè)量第一時(shí)間以測(cè)量所述事件信號(hào)的第一事件與第二事件之間的時(shí) 間，且所述CTMU經(jīng)配置以在所述第二事件與捕獲時(shí)間事件之間進(jìn)行測(cè)量，其中所述測(cè)量的 組合提供精確時(shí)間測(cè)量。根據(jù)另一實(shí)施例，所述微控制器可進(jìn)一步包括用于選擇多個(gè)門(mén)控 輸入信號(hào)中的一者的多路復(fù)用器。
[0008] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種微控制器可包括捕獲比較脈沖寬度調(diào)制（CCP)外圍裝置及 充電時(shí)間測(cè)量單元（CTMU)，其中所述CCP外圍裝置及所述CTMU經(jīng)配置以耦合且其中所述 CCP包括門(mén)控輸入及輔助輸出，其中所述輔助輸出與所述CTMU耦合且經(jīng)配置以給所述CTMU 提供門(mén)控功能。
[0009] 根據(jù)另一實(shí)施例，所述微控制器可進(jìn)一步包括產(chǎn)生饋送到所述CCP外圍裝置及所 述CTMU的事件信號(hào)的第一比較器及產(chǎn)生饋送到所述CCP外圍裝置的門(mén)控信號(hào)的第二比較 器。根據(jù)另一實(shí)施例，所述CCP外圍裝置經(jīng)配置以使用內(nèi)部時(shí)鐘源測(cè)量第一時(shí)間以測(cè)量所 述事件信號(hào)的第一事件與第二事件之間的時(shí)間，且所述CTMU經(jīng)配置以在所述第二事件與 捕獲時(shí)間事件之間進(jìn)行測(cè)量，其中所述測(cè)量的組合提供精確時(shí)間測(cè)量。根據(jù)另一實(shí)施例，所 述CCP外圍裝置可為多輸出CCP(MCCP)外圍裝置。
[0010] 根據(jù)另一實(shí)施例，一種用于借助微控制器中的輸入捕獲外圍裝置捕獲事件的方法 可包括：通過(guò)所述輸入捕獲外圍裝置將相關(guān)聯(lián)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)器值存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中及通過(guò)門(mén) 控源門(mén)控所述輸入捕獲外圍裝置，借此控制是否激活輸入捕獲功能。
[0011] 根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，所述門(mén)控輸入可為可編程的以與內(nèi)部或外部信號(hào)耦 合。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，所述方法可進(jìn)一步包括：通過(guò)在所述輸入捕獲外圍裝置中 提供的第一門(mén)控輸出來(lái)門(mén)控所述微控制器的另一外圍裝置。
[0012] 根據(jù)另一實(shí)施例，一種用于借助微控制器的外圍裝置提供精確時(shí)間測(cè)量的方法可 包括：提供輸入捕獲外圍裝置，所述輸入捕獲外圍裝置經(jīng)配置以借助門(mén)控輸入及門(mén)控輸出 將相關(guān)聯(lián)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)器值存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中；提供充電/時(shí)間測(cè)量外圍裝置且通過(guò)所述輸 入捕獲外圍裝置的所述門(mén)控輸出來(lái)門(mén)控所述充電測(cè)量外圍裝置，在接收到第一信號(hào)后即刻 起動(dòng)計(jì)時(shí)器；門(mén)控所述輸入捕獲外圍裝置及所述充電/時(shí)間測(cè)量外圍裝置直到輸入信號(hào)超 過(guò)預(yù)定義閾值；捕獲所述計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)值且起動(dòng)充電/時(shí)間測(cè)量；在接收到第二信號(hào)后即 刻停止所述充電/時(shí)間測(cè)量且確定時(shí)間值；及使用所述時(shí)間值來(lái)校正所述所捕獲計(jì)數(shù)值以 確定精確時(shí)間長(zhǎng)度。
[0013] 根據(jù)另一實(shí)施例，所述方法可進(jìn)一步包括：選擇多個(gè)內(nèi)部及外部信號(hào)中的一者作 為門(mén)控信號(hào)。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，可通過(guò)編程所述微控制器的捕獲比較脈沖寬度 調(diào)制（CCP)單元以在輸入捕獲模式中操作來(lái)形成所述輸入捕獲外圍裝置。根據(jù)所述方法的 另一實(shí)施例，可通過(guò)在第一時(shí)間事件與第二時(shí)間事件之間用恒定電流源將電容器充電且借 助于模/數(shù)轉(zhuǎn)換器測(cè)量所述電容器上的電壓來(lái)執(zhí)行所述充電/時(shí)間測(cè)量。根據(jù)所述方法的 另一實(shí)施例，所述方法可進(jìn)一步包括：借助于第一比較器產(chǎn)生饋送到所述輸入捕獲外圍裝 置的門(mén)控信號(hào)。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，所述比較器可將輸入信號(hào)與預(yù)定義閾值進(jìn)行 比較。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，所述方法可進(jìn)一步包括：通過(guò)第二比較器產(chǎn)生饋送到所 述輸入捕獲外圍裝置及CTMU的事件信號(hào)。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，可通過(guò)來(lái)自所述輸 入捕獲外圍裝置的門(mén)控輸出信號(hào)來(lái)門(mén)控所述充電/時(shí)間測(cè)量單元。根據(jù)所述方法的另一實(shí) 施例，所述門(mén)控輸出信號(hào)可將所述充電/時(shí)間測(cè)量外圍裝置的電容器放電及/或可使所述 充電/時(shí)間測(cè)量外圍裝置保持處于復(fù)位。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1展示根據(jù)各種實(shí)施例的使用輸入捕獲單元的微控制器內(nèi)的時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)的 實(shí)施例的框圖；
[0015] 圖2展示用以圖解說(shuō)明飛行時(shí)間的精確測(cè)量的示范性時(shí)序圖；
[0016] 圖3展示如圖1中所使用的充電/時(shí)間測(cè)量單元的實(shí)施例；
[0017] 圖4展示如圖1中所使用的輸入捕獲單元的實(shí)施例；
[0018] 圖5展示時(shí)基單元的框圖；
[0019] 圖6展示輸入門(mén)控信號(hào)選擇單元；
[0020] 圖7到9展示各種時(shí)序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 根據(jù)各種實(shí)施例，可提供允許基于外部控制信號(hào)掩蔽事件的輸入捕獲外圍裝置。 圖1展示微控制器內(nèi)的可以不同方式耦合的各種外圍裝置的相應(yīng)框圖。在圖1中所展示的 實(shí)例中，已經(jīng)編程以在輸入捕獲模式中操作的多輸出捕獲/比較脈沖寬度調(diào)制（MCCP)外圍 裝置130與充電/時(shí)間測(cè)量單元160耦合。然而，本申請(qǐng)案不限于充電/時(shí)間測(cè)量單元。根 據(jù)其它實(shí)施例，取決于應(yīng)用，MCCP 130的輸入也可與計(jì)時(shí)器或另一外圍裝置耦合。
[0022] 根據(jù)圖1中所展示的實(shí)施例，MCCP 130作為輸入捕獲外圍裝置操作。根據(jù)此實(shí)施 例，MCCP 130包括觸發(fā)輸入ics_in及額外門(mén)控輸入asdg_in[n]。此外，MCCP 130可經(jīng)配 置以輸出捕獲事件信號(hào)mCCp-〇Cmp_icap_〇ut (舉例來(lái)說(shuō)）以產(chǎn)生存儲(chǔ)器（例如FIFO存儲(chǔ) 器）的寫(xiě)入信號(hào)。另外，可產(chǎn)生額外輸出信號(hào)mccp_aux_out。在圖1中所展不的實(shí)施例中， 第一比較器180經(jīng)提供以產(chǎn)生控制MCCP 130的門(mén)控輸入的輸出信號(hào)120。所述比較器接收 輸入信號(hào)（舉例來(lái)說(shuō)，將測(cè)量的外部信號(hào)）且將所述輸入信號(hào)與可經(jīng)編程為預(yù)定義值的參 考電壓Vrefl進(jìn)行比較。一旦所述外部信號(hào)超過(guò)參考電壓Vrefl，即產(chǎn)生控制MCCP 130的 門(mén)控輸入的信號(hào)120,于是MCCP 130將操作以在輸入ics_in處接收輸入信號(hào)。
[0023] 根據(jù)一實(shí)施例，MCCP 130的輸入ics_in與第二比較器170的輸出耦合，第二比較 器170接收輸入信號(hào)及第二參考電壓Vref2。圖1的實(shí)施例中的外圍裝置（充電/時(shí)間測(cè)量 單元（CTMU) 160)也在輸入edgel處接收所述第二比較器的輸出信號(hào)110。第二輸入edge2 與輸出mccp_ocmp_icap_out耦合。CTMU 160也提供兩個(gè)其它輸入：用于將測(cè)量電容器放電 的adc_i_discharge_en，及reset輸入，所述兩個(gè)其它輸入通過(guò)"或"門(mén)140及150與MCCP 130的輔助輸出mCCp_aux_〇ut耦合。"或"門(mén)140及150具有可從其它復(fù)位源接收其它復(fù) 位信號(hào)的額外輸入。
[0024] 可基于外部控制信號(hào)掩蔽輸入捕獲事件。門(mén)控電路輸出mccp_ocmp_icap_out可 連接到與輸入捕獲外圍裝置130并行地操作的其它外圍裝置以在門(mén)控為有效時(shí)停用那些 外圍裝置。因此，各種實(shí)施例允許在時(shí)間測(cè)量期間使用輸入捕獲外圍裝置130消除隨機(jī)噪 聲事件。門(mén)控電路可掩蔽在預(yù)期輸入捕獲事件時(shí)間之外的事件。各種實(shí)施例允許用戶簡(jiǎn)化 從用于（舉例來(lái)說(shuō)）精確時(shí)間測(cè)量應(yīng)用中的信號(hào)過(guò)濾噪聲所需的外部電路。
[0025] 根據(jù)各種實(shí)施例，可提供使MCCP 130外圍裝置的輸入捕獲功能與另一外圍裝置 同步以使得（舉例來(lái)說(shuō)）可進(jìn)行精確時(shí)間測(cè)量的方法。如上文所提及，在此情形中，第二外 圍裝置為充電/時(shí)間測(cè)量單元（CTMU) 160。
[0026] 圖3展示微控制器內(nèi)的充電/時(shí)間測(cè)量外圍裝置200的可能實(shí)施方案。提供可 經(jīng)由開(kāi)關(guān)246與測(cè)量電容器252耦合或經(jīng)由開(kāi)關(guān)242與接地耦合的恒定電流源240?？山?jīng) 由開(kāi)關(guān)248將測(cè)量電容器252放電。測(cè)量電容器252也可經(jīng)由開(kāi)關(guān)250與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)270耦合。邏輯256、258、260經(jīng)提供以用于通過(guò)外部觸發(fā)信號(hào)264、266來(lái)控制開(kāi)關(guān) 246及242。數(shù)字處理器210與ADC 270及存儲(chǔ)器230耦合。數(shù)字處理器210也可產(chǎn)生用以 控制開(kāi)關(guān)248及250的其它信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，可由數(shù)字處理器210產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)220。CTMU 200如下操作：在復(fù)位模式中，測(cè)量電容器252經(jīng)由開(kāi)關(guān)248短接到接地以完全地放電。在 接收到第一觸發(fā)信號(hào)264后，邏輯258、260即刻將開(kāi)關(guān)242控制為斷開(kāi)且將開(kāi)關(guān)246控制 為閉合。因此，恒定電流源240現(xiàn)在將測(cè)量電容器252充電。在接收到第二觸發(fā)信號(hào)266 后，邏輯256、260現(xiàn)在即刻將開(kāi)關(guān)246控制為斷開(kāi)且將開(kāi)關(guān)242控制為閉合。因此，測(cè)量電 容器252的充電停止且開(kāi)關(guān)250可現(xiàn)在（舉例來(lái)說(shuō)）借助于數(shù)字處理器210來(lái)控制以連接 測(cè)量電容器252與ADC 270。數(shù)字處理器可產(chǎn)生用以起動(dòng)轉(zhuǎn)換且讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果且將轉(zhuǎn)換結(jié) 果存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器230中的信號(hào)。然而，可在微控制器內(nèi)產(chǎn)生其它信號(hào)以致使在無(wú)數(shù)字處理 器210的輸入的情況下進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換。
[0027] 圖4展示經(jīng)配置以在捕獲模式中操作的MCCP 130的示范性實(shí)施例。此處，單元 130包括與FIFO 370耦合的一個(gè)計(jì)時(shí)器380, FIFO 370包括相關(guān)聯(lián)讀取指針寄存器READ_ PTR及寫(xiě)入指針寄存器WRITE_PTR。觸發(fā)邏輯390提供用于起動(dòng)及同步化計(jì)時(shí)器380的觸 發(fā)信號(hào)。此外，根據(jù)各種實(shí)施例提供門(mén)控源選擇單元310。門(mén)控源選擇單元310的輸出信 號(hào)和時(shí)鐘同步與邊緣檢測(cè)邏輯350耦合，時(shí)鐘同步與邊緣檢測(cè)邏輯350可操作以（舉例來(lái) 說(shuō)）通過(guò)多路復(fù)用器產(chǎn)生控制信號(hào)以產(chǎn)生饋送到FIFO 370以用于將計(jì)時(shí)器380的內(nèi)容寫(xiě) 入到FIFO存儲(chǔ)器370中的事件信號(hào)。單元360可用于其它事件信號(hào)產(chǎn)生。提供可與預(yù)定 標(biāo)器330及另一多路復(fù)用器340耦合以將輸入捕獲信號(hào)提供到時(shí)鐘同步與邊緣檢測(cè)邏輯單 元350的輸入捕獲源選擇多路復(fù)用器320。如圖4中所指示，各種捕獲操作模式是可能的， 其中所述單元可進(jìn)一步編程以在輸入信號(hào)的上升、下降或上升/下降邊緣上產(chǎn)生信號(hào)，且 可選擇各種不同輸入信號(hào)。另外，通過(guò)由單元310選擇的門(mén)控信號(hào)來(lái)門(mén)控捕獲單元300。
[0028] 在圖1的實(shí)施例中，從MCCP 130的數(shù)字時(shí)基捕獲粗略時(shí)間，同時(shí)CTMU 160捕獲少 于一個(gè)MCCP時(shí)基循環(huán)的時(shí)間量。兩個(gè)時(shí)間測(cè)量結(jié)果的組合提供極精確結(jié)果。除同步功能 之外，兩個(gè)外圍裝置還皆需要門(mén)控功能。門(mén)控功能允許兩個(gè)外圍裝置暫停測(cè)量且忽略外部 事件直到特定時(shí)間窗，因此消除可能導(dǎo)致錯(cuò)誤測(cè)量的隨機(jī)輸入噪聲的影響。CTMU160用以測(cè) 量非同步輸入捕獲邊緣事件與內(nèi)部同步的輸入捕獲事件之間的小時(shí)間量。此時(shí)間差可高達(dá) 計(jì)時(shí)器時(shí)鐘信號(hào)tmr_clk的1. 5個(gè)周期。
[0029] 圖1的框圖展示配置為輸入捕獲裝置的MCCP外圍裝置130、CTMU外圍裝置160及 兩個(gè)比較器170U80之間的連接。此外圍裝置配置用以進(jìn)行精確時(shí)間測(cè)量。圖1中所展示 的所有裝置可為微控制器的集成式外圍裝置，其中微控制器允許不同裝置的靈活耦合，所 述不同裝置允許如圖1中所展示的配置。如上文所論述，比較器180中的一者用以驅(qū)動(dòng)MCCP 130的門(mén)控輸入asdg_in [η]。MCCP 130直到比較器180檢測(cè)到具有充分振幅的信號(hào)且門(mén)控 輸入被驅(qū)動(dòng)為高才能進(jìn)行輸入捕獲測(cè)量。將測(cè)量的信號(hào)通過(guò)第二比較器170連接到分別為 MCCP 130及CTMU 160外圍裝置的輸入的ics_in及edgel。CTMU160將測(cè)量實(shí)際輸入事件 信號(hào)邊緣與寄存輸入捕獲事件的時(shí)間之間的小時(shí)間量。因此，通過(guò)輸出mccp_ocmp_out將 輸入捕獲事件信號(hào)從MCCP 130提供到CTMU 160。最后，MCCP 130的輔助輸出mccp_aux_ out經(jīng)配置以提供輸入門(mén)控電路的狀態(tài)。由提供輸入捕獲功能的MCCP模塊的mccp_aux_out 輸出或外部源提供放電/復(fù)位信號(hào)。當(dāng)此信號(hào)為高時(shí)，使CTMU保持電容器保持處于經(jīng)放電 狀態(tài)中且使邊緣檢測(cè)鎖存器保持處于復(fù)位狀態(tài)中。當(dāng)門(mén)控捕獲事件時(shí)，使CTMU 130保持處 于復(fù)位以使得無(wú)邊緣事件輸入可導(dǎo)致時(shí)間測(cè)量。
[0030] 存在可取決于CTMU放電/復(fù)位信號(hào)的源而與輸入捕獲功能并行地門(mén)控CTMU測(cè)量 的兩種方式：
[0031] 1.在大多數(shù)情形中，mccp_aux_out將經(jīng)配置以提供I⑶IS狀態(tài)/控制位狀態(tài)。因 此，將使CTMU保持處于經(jīng)放電/復(fù)位而停用輸入捕獲事件（ICDIS = 1)。當(dāng)輸入捕獲門(mén)控 電路設(shè)定I⑶IS時(shí)，CTMU將準(zhǔn)備就緒以用于edgel及edge2輸入上的事件。
[0032] 2.在一些情形中，使用第二MCCP或SCCP來(lái)形成將在延遲時(shí)間之后將CTMU放電/ 復(fù)位的輸出比較信號(hào)。當(dāng)輸出比較信號(hào)為低時(shí)，CTMU將對(duì)edgel上的輸入及edge2輸入做 出響應(yīng)。然而，當(dāng)輸入捕獲門(mén)控為有效時(shí)，MCCP模塊的m CCp_〇Cmp_icap_〇ut輸出將不產(chǎn)生 信號(hào)。因此，CTMU將永遠(yuǎn)不會(huì)完成由edgel輸入上的輸入捕獲信號(hào)起動(dòng)的測(cè)量。然后通過(guò) 來(lái)自第二模塊的輸出比較信號(hào)將CTMU放電/復(fù)位以為下一測(cè)量做準(zhǔn)備。
[0033] MCCP模塊具有提供對(duì)內(nèi)部MCCP信號(hào)的存取的輔助（次級(jí)）輸出。在配置寄存器 中的一者中使用A0UTSEL[1:0]控制位來(lái)選擇輸出信號(hào)（如果存在）的類型。輸出信號(hào)的 類型也取決于模塊操作模式。
[0034] MCCP輔助輸出既定連接到裝置層級(jí)處的其它外圍裝置以實(shí)現(xiàn)這些類型的功能：
[0035] ?時(shí)基同步
[0036] ?外圍裝置觸發(fā)及時(shí)鐘輸入
[0037] ?信號(hào)門(mén)控
[0038] ?裝置測(cè)試
[0039] MCCP輔助輸出可在裝置集成層級(jí)處用于特定目的。如果未連接MCCP輔助輸出，那 么A0UTSEL[1:0]控制位將不具有功能且應(yīng)從產(chǎn)品文檔省略。
[0040] 參考圖2中所展示的時(shí)序圖，產(chǎn)生輸出脈沖來(lái)開(kāi)始時(shí)序測(cè)量。在一個(gè)應(yīng)用中，舉例 來(lái)說(shuō)，此將通常驅(qū)動(dòng)超音波換能器。MCCP外圍裝置130及CTMU外圍裝置160將測(cè)量輸出 脈沖與經(jīng)反射信號(hào)之間的時(shí)間。在此特定情形中，需要確定信號(hào)在特定介質(zhì)中行進(jìn)穿過(guò)已 知距離所需的時(shí)間。舉例來(lái)說(shuō)，此允許測(cè)量速度。此外，根據(jù)其它實(shí)施例，如果距離是未知 的，那么還可依據(jù)所確定的時(shí)間來(lái)執(zhí)行距離測(cè)量。當(dāng)達(dá)到測(cè)量閾值時(shí)，比較器180斷開(kāi)MCCP 130的門(mén)且將CTMU 160從復(fù)位釋放。比較器170對(duì)經(jīng)反射信號(hào)的第一零交叉做出響應(yīng)，從 而觸發(fā)輸入捕獲事件及CTMU測(cè)量?jī)烧?。?yīng)進(jìn)一步注意，圖2中所展示的時(shí)序?yàn)楹?jiǎn)化的且未 展示比較器170的由于（舉例來(lái)說(shuō)）噪聲所致的先前輸出轉(zhuǎn)變。時(shí)序圖中所描繪的CTMU充 電時(shí)間將用以校正數(shù)字輸入捕獲結(jié)果。最后，當(dāng)軟件閉合MCCP模塊130中的門(mén)時(shí)，使CTMU 160復(fù)位。經(jīng)由MCCP輔助輸出信號(hào)mccp_aux_out將門(mén)狀態(tài)傳遞到CTMU 160。
[0041] 在此實(shí)例中，輔助輸出mccp_aux_out將門(mén)狀態(tài)提供到第二外圍裝置，第二外圍裝 置在圖1中所展示的實(shí)施例中為CTMU單元160。然而，取決于應(yīng)用，其它單元可接收此信 號(hào)。因此，MCCP外圍裝置130還可從輔助輸出提供其它事件狀態(tài)信號(hào)以設(shè)置其它定制外圍 裝置交互。
[0042] 所揭示的實(shí)施例是極有用的，因?yàn)槠湓试S（舉例來(lái)說(shuō)）用于時(shí)間測(cè)量的兩個(gè)外圍 裝置容易地組合以作為單個(gè)外圍裝置操作。門(mén)控電路有效地在多個(gè)外圍裝置之間共享。
[0043] 根據(jù)各種實(shí)施例，可任選地通過(guò)軟件或硬件門(mén)控輸入捕獲源以允許窗口化捕獲測(cè) 量。此特征在感測(cè)應(yīng)用中提供噪聲抗擾性。還可在相關(guān)聯(lián)狀態(tài)寄存器中存取的ICDIS狀態(tài) 位提供輸入信號(hào)門(mén)控功能的控制及狀態(tài)兩者。當(dāng)清除ICDIS狀態(tài)/控制位時(shí)，將允許由邊 緣檢測(cè)邏輯產(chǎn)生的輸入捕獲事件。當(dāng)設(shè)定ICDIS位時(shí)，抑制來(lái)自邊緣檢測(cè)邏輯的事件。用 戶軟件可設(shè)定及清除ICDIS位以門(mén)控外部信號(hào)。硬件源可經(jīng)選擇以設(shè)定或清除ICDIS位。
[0044] 當(dāng)使MCCP模塊在輸入捕獲模式（CCM = 1)中操作時(shí)，自動(dòng)關(guān)機(jī)及門(mén)控邏輯用于輸 入捕獲信號(hào)門(mén)控。存儲(chǔ)于相關(guān)聯(lián)控制寄存器中的ASDG[7:0]控制位選擇用以在模塊于輸入 捕獲模式中操作時(shí)清除ICDIS狀態(tài)/控制位的輸入源。如果設(shè)定一個(gè)以上ASDG位，那么將 所述源邏輯"或"連接在一起以產(chǎn)生門(mén)控信號(hào)。
[0045] 如果清除ASDG[7:0]位，那么停用所有輸入捕獲門(mén)控源?？捎幂斎氩东@門(mén)控源如 圖6中針對(duì)示范性源所展示是裝置相依的。所述源可為如圖6中所展示的外部或內(nèi)部信號(hào)。 可通過(guò)引腳0CFA及0CFB接收外部信號(hào)。
[0046] 圖5展示時(shí)基時(shí)鐘產(chǎn)生器的實(shí)施例。SSDG位充當(dāng)?shù)阶詣?dòng)關(guān)機(jī)邏輯的軟件輸入且 也可用以手動(dòng)地門(mén)控輸入捕獲信號(hào)。當(dāng)將SSDG位設(shè)定為1時(shí)，將邏輯0發(fā)送到門(mén)控信號(hào)邏 輯。
[0047] 當(dāng)清除SSDG位時(shí)，將邏輯" 1"發(fā)送到門(mén)控信號(hào)邏輯。ASDG源及SSDG位的行為將 取決于門(mén)控源模式。
[0048] 當(dāng)已使用如圖6中所展示的ASDG[7:0]控制位啟用輸入捕獲門(mén)控源時(shí)，所述源可 經(jīng)配置而以三種不同方式來(lái)門(mén)控捕獲事件 ：
[0049] 1.輸入捕獲門(mén)控源的電平將確定是否門(mén)控輸入捕獲事件。來(lái)自門(mén)控源的低輸入電 平將停用未來(lái)捕獲事件且將設(shè)定ICDIS位以反映此情況。高輸入電平將啟用未來(lái)捕獲事件 且將清除I⑶IS位以反映此情況。
[0050] 2.輸入捕獲門(mén)控源的上升邊緣將啟用未來(lái)捕獲事件且將清除I⑶IS位以反映此 情況。此為單發(fā)模式且來(lái)自輸入捕獲門(mén)控源的其它邊緣將不具有影響。
[0051] 3.輸入捕獲門(mén)控源的下降邊緣將停用未來(lái)捕獲事件且將設(shè)定I⑶IS位以反映此 情況。此為單發(fā)模式且來(lái)自輸入捕獲門(mén)控源的其它邊緣將不具有影響。
[0052] 使用存儲(chǔ)于如圖4中所展示的相關(guān)聯(lián)控制寄存器中的ICGSM[1:0]控制位選擇輸 入捕獲門(mén)控源模式。
[0053] 可如下使用輸入捕獲信號(hào)門(mén)控功能：
[0054] 1.選擇輸入捕獲門(mén)控源。
[0055] 2.選擇輸入捕獲門(mén)控源的操作模式。
[0056] 3.如果在先前步驟中選擇單發(fā)模式，那么視需要設(shè)定或清除ICDIS位以針對(duì)輸入 捕獲門(mén)控事件"裝備"模塊。
[0057] 4.分別使用M0D[3:0]及ICS[2:0]控制位針對(duì)所期望操作模式及輸入源啟用模 塊。現(xiàn)在將針對(duì)外部門(mén)控事件"裝備"模塊。
[0058] 5.當(dāng)I⑶IS = 1時(shí)將不產(chǎn)生捕獲事件。
[0059] 6.在清除I⑶IS之后，下一有效上升或下降輸入信號(hào)邊緣（取決于捕獲模式）將 觸發(fā)捕獲事件。
[0060] 如果已選擇單發(fā)門(mén)控模式，那么在一個(gè)實(shí)施例中必須在軟件中設(shè)定或清除ICDIS 位以重新裝備門(mén)控電路。
[0061] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，作為門(mén)控事件的結(jié)果不產(chǎn)生中斷。視需要，產(chǎn)生門(mén)控事件的源應(yīng) 經(jīng)配置以在此模塊外產(chǎn)生中斷。
[0062] 圖7展示用于輸入捕獲事件門(mén)控的時(shí)序。在時(shí)基時(shí)鐘源tmr_clk的下降邊緣上對(duì) 輸入事件進(jìn)行取樣。實(shí)例使用電平敏感輸入捕獲門(mén)控（ICGSM[1:0] =00)且假定輸入捕獲 模塊經(jīng)配置以捕獲每一上升及下降邊緣（M0D[3:0] = 0011)。
[0063] 在tmr_clk的每一下降邊緣上對(duì)輸入捕獲信號(hào)ics_in進(jìn)行取樣。也在tmr_clk 的下降邊緣上對(duì)門(mén)控信號(hào)asdg_in進(jìn)行取樣。如果在對(duì)有效邊緣進(jìn)行取樣的時(shí)間處將門(mén)控 信號(hào)取樣為高，那么產(chǎn)生取樣事件。如果在對(duì)有效邊緣進(jìn)行取樣的時(shí)間處門(mén)控信號(hào)為低，那 么不產(chǎn)生取樣事件。
[0064] 圖8及圖9分別展示在ICGSM = 01及ICGSM = 10時(shí)用于輸入捕獲信號(hào)門(mén)控的時(shí) 序。在這些模式中，asdg_in信號(hào)上的下降邊緣將啟用或停用未來(lái)輸入捕獲事件。asdg_in 信號(hào)的下降邊緣由門(mén)控電路鎖存且與時(shí)基時(shí)鐘源tmr_clk不同步。由ICDIS狀態(tài)位指示門(mén) 控電路的狀態(tài)。
【權(quán)利要求】
1. 一種微控制器，其包括輸入捕獲外圍裝置，其中所述輸入捕獲外圍裝置經(jīng)配置以將 相關(guān)聯(lián)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)器值存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中且其中所述輸入捕獲外圍裝置包括門(mén)控輸入，所 述門(mén)控輸入控制是否激活輸入捕獲功能。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微控制器，其中所述門(mén)控輸入可編程以與內(nèi)部或外部信號(hào)耦 合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微控制器，其中所述輸入捕獲外圍裝置包括第一門(mén)控輸出， 所述第一門(mén)控輸出可以可編程方式耦合到所述微控制器的另一外圍裝置以門(mén)控所述另一 外圍裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的微控制器，其中所述輸入捕獲外圍裝置包括指示捕獲事件的 第二輸出。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微控制器，其中所述輸入捕獲外圍裝置由所述微控制器的可 經(jīng)編程以在輸入捕獲模式中操作的捕獲比較脈沖寬度調(diào)制CCP單元形成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的微控制器，其中所述CCP外圍裝置為多輸出CCP MCCP外圍裝 置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的微控制器，其進(jìn)一步包括充電時(shí)間測(cè)量單元CTMU，其中所述 輸入捕獲外圍裝置與所述CTMU經(jīng)配置以耦合，且其中所述第一輸出與所述CTMU耦合且經(jīng) 配置以給所述CTMU提供門(mén)控功能，且所述第二輸出與第二控制輸入耦合以指示時(shí)間測(cè)量 的結(jié)束。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的微控制器，其進(jìn)一步包括產(chǎn)生饋送到所述輸入捕獲外圍裝置 的門(mén)控信號(hào)的第一比較器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的微控制器，其進(jìn)一步包括產(chǎn)生饋送到所述輸入捕獲外圍裝置 及所述CTMU的事件信號(hào)的第二比較器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的微控制器，其中所述輸入捕獲外圍裝置經(jīng)配置以使用內(nèi)部 時(shí)鐘源測(cè)量第一時(shí)間以測(cè)量所述事件信號(hào)的第一事件與第二事件之間的時(shí)間，且所述CTMU 經(jīng)配置以在所述第二事件與捕獲時(shí)間事件之間進(jìn)行測(cè)量，其中所述測(cè)量的組合提供精確時(shí) 間測(cè)量。
11. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的微控制器，其進(jìn)一步包括用于選擇多個(gè)門(mén)控輸入信號(hào)中的 一者的多路復(fù)用器。
12. -種用于借助微控制器中的輸入捕獲外圍裝置捕獲事件的方法，其包括：通過(guò)所 述輸入捕獲外圍裝置將相關(guān)聯(lián)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)器值存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中，及通過(guò)門(mén)控源門(mén)控所述 輸入捕獲外圍裝置，借此控制是否激活輸入捕獲功能。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述門(mén)控輸入可編程以與內(nèi)部或外部信號(hào)耦 合。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其進(jìn)一步包括：通過(guò)在所述輸入捕獲外圍裝置中提 供的第一門(mén)控輸出來(lái)門(mén)控所述微控制器的另一外圍裝置。
15. -種用于借助微控制器的外圍裝置提供精確時(shí)間測(cè)量的方法，其包括： 提供輸入捕獲外圍裝置，所述輸入捕獲外圍裝置經(jīng)配置以借助門(mén)控輸入及門(mén)控輸出來(lái) 將相關(guān)聯(lián)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)器值存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中； 提供充電/時(shí)間測(cè)量外圍裝置且通過(guò)所述輸入捕獲外圍裝置的所述門(mén)控輸出來(lái)門(mén)控 所述充電測(cè)量外圍裝置， 在接收到第一信號(hào)后即刻起動(dòng)計(jì)時(shí)器； 門(mén)控所述輸入捕獲外圍裝置及所述充電/時(shí)間測(cè)量外圍裝置直到輸入信號(hào)超過(guò)預(yù)定 義閾值； 捕獲所述計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)值且起動(dòng)充電/時(shí)間測(cè)量； 在接收到第二信號(hào)后即刻停止所述充電/時(shí)間測(cè)量且確定時(shí)間值； 使用所述時(shí)間值來(lái)校正所述所捕獲計(jì)數(shù)值以確定精確時(shí)間長(zhǎng)度。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其進(jìn)一步包括：選擇多個(gè)內(nèi)部及外部信號(hào)中的一者 作為門(mén)控信號(hào)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中通過(guò)編程所述微控制器的捕獲比較脈沖寬度調(diào) 制CCP單元以在輸入捕獲模式中操作來(lái)形成所述輸入捕獲外圍裝置。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中通過(guò)在第一時(shí)間事件與第二時(shí)間事件之間用恒 定電流源對(duì)電容器充電且借助于模/數(shù)轉(zhuǎn)換器測(cè)量所述電容器上的電壓來(lái)執(zhí)行所述充電/ 時(shí)間測(cè)量。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其進(jìn)一步包括：借助于第一比較器產(chǎn)生饋送到所述 輸入捕獲外圍裝置的門(mén)控信號(hào)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述比較器比較輸入信號(hào)與預(yù)定義閾值。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其進(jìn)一步包括：通過(guò)第二比較器產(chǎn)生饋送到所述輸 入捕獲外圍裝置及CTMU的事件信號(hào)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中通過(guò)來(lái)自所述輸入捕獲外圍裝置的門(mén)控輸出信 號(hào)來(lái)門(mén)控所述充電/時(shí)間測(cè)量單元。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述門(mén)控輸出信號(hào)對(duì)所述充電/時(shí)間測(cè)量外圍 裝置的電容器放電及/或使所述充電/時(shí)間測(cè)量外圍裝置保持處于復(fù)位。
【文檔編號(hào)】G04F10/10GK104160385SQ201380012847
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月1日
【發(fā)明者】斯蒂芬·鮑林, 詹姆斯·E·巴特林 申請(qǐng)人:密克羅奇普技術(shù)公司