【瑞萨R7F0之等灯等灯】5、系统功能与结构设计兼端口配置寄存器介绍

johnrey

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在完成按键，ADC和PWM基础模块测试以后，对等灯等灯也比较有把握了，这里介绍一下整体功能。基本上是一个简单的光照控制系统的模拟，分成3种模式，自动、手动和预设。自动模式，根据环境光变化自动调节光照亮度；手动模式，根据用户自己需求来调节光照亮度，这个模式也可以看做用户设置模式，就是记忆下用户觉得比较ok的亮度，这个值就是后面自动调节时候的参考值，有点像大家在iphone上选择自动亮度，但是自动的亮度的程度还是自己可以选择的。最后一种模式就是氛围灯模式，其实就是一呼吸灯，也可以称为预设模式，按照程序预先设定的方式，变化光照强度。以上的应用环境既可以是一个房间，也可以是局部的照明。既然是个模拟，那就只能用一个高亮的LED代替实际的光源，而光源位置也离我们的探头——光敏电阻是比较近的。

这样可以得到系统大体结构如下，图中最下面的虚线框是受最近论坛中关于串口的讨论新想的，通过串口把光照度传到上位机，甚至可以接收上位机指令来更改LED光强。实线部分系统，包含了PORT+KR+AD+TAU，如果能把串口SAU加上，整个MCU中比较主要的单元都覆盖了。不过目前手头暂时没有USB转UART，（调试器的那个虚拟串口是给调试用的，好像不能作为普通串口使用，已经用串口助手验证了），这个目前只是初步设想。最近的工作仍以实线部分为准，未来有时间再扩展。

其中模式切换用按键实现，模式循环变化。自动模式下，光照强度用光敏电阻和固定电阻串联分压，送MCU的AD检测。本来分压输出还想接一个用LM324的电压跟随，再进AD的，但这样LM324需要一个比较高的电源电压（9v或者更高），为了简化外电路，就把这个去掉啦。如果光照度不合适，则由P0.4口PWM输出，控制高亮LED的亮度，来调节总亮度。手动模式下，用一路电位器接AD，作为手动调节的输入端。输入电压越高，对应的高亮LED就越亮。系统资源安排如下：P13.7：按键输入。P0.1：光照手动控制输入；P0.2：光照强度探测输入；P0.4：LED调光输出。调光输出产生的1ms定时兼做两路AD的触发信号，实现AD的定时采样。而采样的结果又会进而影响PWM调光输出。构成一个完备的循环采集-控制过程，即主函数的while（1）循环。电路原理图如下：

实体电路比较简单，因为前期要不断调整高亮LED和光敏电阻之间的距离，为了方便起见，直接在面包板上实现了，稍显低端，见谅。其实要做的就左半部分：）

在开始所有代码工作前，还有一项基本配置要做——端口配置。很多人在用51时，基本不考虑这个问题，因为普通51的所有IO口只是数字的输入与输出。这个在R7F0上则不行，如果没有合理的配置端口，至少这个AD是不能用滴，默认的数字IO口也是输入模式，想输出PWM，也是要改的。所以在所有代码工作前，我们必须先配置端口。Port的主要寄存器如下，因为除了按键，用的都是P0口，所以以P0口的寄存器为例说明，其他口也是一样的。主要用到的是PMC、PM、PU、P和PIOR

PMC决定用作数字IO口（0）还是模拟IO口（1），因为复位后是0xff，所以想用作io口，必须置0,。PMC只有port0有。所以PMC0=0xE7；PM决定数字口是输入（1）还是输出（0）。默认全位输入。这里要将PM0.4改成输出0，所以PM0=0xEF;PU是用来设置上拉电阻的，文档中说对于输出口，是不会上拉的，因此不设也罢，而按键P13.7电路中已经有上拉，所以不设应该也没关系。P是决定数字IO的初始电平的。不介意的全部低电平好了P0=0x00，这样D2会亮。PIOR是端口重定向用的，不过基本不用去改它，P40给调试器用了，这会儿用不到呢。不放心的，直接写PIOR=0x00（复位值也是这个）；

考虑到后期的SAU扩展，备份一个新的端口配置，PMC0=0xEC;PM0=0xEE;AD放到8、9脚上，6、7留给串口用。这样外围电路也要修改了，留待后面再整，现在开始码代码去了。

johnrey

谢谢，共同进步

kemasz

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