CW32单片机低电压检测器的使用介绍

CW32的LVD低电压检测器适用于监测VDDA电源电压或外部引脚输入电压，当被监测电压与LVD阈值的比较结果满足触发的条件时，LVD将会产生中断或者复位信号，通常用来处理一些紧急任务。LVD产生的中断或复位标志，只能通过软件程序清零，并且只有当中断或复位标志被清零后，在再次达到触发条件时，LVD才能再次产生中断或复位信号。在本文中以CW32L083系列为例，介绍LVD的基本功能和使用例程。

LVD的基本功能介绍：

1、4路监测电压源

VDDA电源电压，PA00引脚输入，PB00引脚输入，PB11引脚输入

2、16阶阈值电压，范围2.02V-3.76V

3、3种触发条件，可以组合使用

电平触发：电压低于阈值

下降沿触发：电压跌落到阈值以下的下降沿

上升沿触发：电压回升到阈值以上的上升沿

4、可触发产生中断或复位信号，二者不能同时产生

5、8阶滤波可配置

6、支持迟滞功能

7、支持低功耗模式下运行，中断唤醒MCU

通过LVD的控制寄存器LVD_CR0的SOURCE位域来选择LVD模块监控的电压（VDDA电源/ PA00引脚/PB00引脚/PB11引脚），在监测外部引脚电压时，需将对应的GPIO端口配置为模拟输入模式（GPIOx_ANALOG.PINy = 1）。

LVD的比较结果可以从PA01/PA08/PC12/PE02/PF02脚输出，在此之前，需将对应的GPIO口配置为数字输出模式，同时选择端口位LVDOUT复用功能。

LVD 内置的电压比较器具有迟滞功能，只有当被监测电压高于或低于阈值电压达到 20mV 时，比较器输出信号才会发生翻转，可避免当 LVD 的监测电压在阈值电压附近时，电压比较器的输出结果发生频繁翻转，增强系统抗干扰能力。具体波形如下图所示：

LVD的阈值电压根据LVD控制寄存器LVD_CR0的VTH位控制。

LVD支持数字滤波功能，可以增强系统的鲁棒性（系统在一定的参数抖动下，维持起某些性能的特性），可以将LVD电压比较的输出结果信号进行数字滤波，小于滤波宽度的信号被滤除，不会被触发中断或复位，如下图所示，图中两处噪音或其他信号就被滤除了。

通过设置控制寄存器LVD_CR1的FLTEN位域，可以使能数字滤波模块，当将该位设置为1的时候，会使能数字滤波模块。

通过设置控制寄存器 LVD_CR1 的 FLTCLK 位域可以选择数字滤波的时钟：

• FLTCLK 位为 1，选择 HSIOSC 作为滤波时钟 

• FLTCLK 位为 0，选择内置 RC 振荡器时钟作为滤波时钟，其频率约 150kHz

控制寄存器 LVD_CR1 的 FLTTIME 位域用于选择数字滤波的时钟个数，如下表所示：

从 LVD 状态寄存器 LVD_SR 的 FLTV 位域，可以读出经 LVD 数字滤波后的信号电平；当 GPIO 的功能复用为 LVD_OUT 时，数字滤波后的信号就可以从 GPIO 输出，以方便观察测量。

LVD 支持在低功耗模式下工作，中断输出可将芯片从低功耗模式下唤醒。当被监测电压与 LVD 阈值的比较结果满足触发条件时，可产生中断或复位信号。产生中断还是复位信号由控制寄存器 LVD_CR0 的 ACTION 位域控制：

 • ACTION 为 1，LVD 触发产生复位 #define LVD_Action_Reset  ((uint32_t)0x00000002)

 • ACTION 为 0，LVD 触发产生中断 #define LVD_Action_Irq   ((uint32_t)0x00000000)

LVD可以通过设置控制寄存器 LVD_CR0 的 IE 位域为 1，使能 LVD 中断，满足触发条件时将产生 LVD 中断，中断标志位 LVD_SR.INTF 会被硬件置 1，用户可以向 INTF 位写 0，清除中断标志。设置控制寄存器 LVD_CR1 的 LEVEL、FALL、RISE 位域，可选择不同的中断或复位触发方式，三者可组合使用：

• LEVEL 为 1，被监测电压低于阈值时触发中断或产生复位 

• FALL 为 1，被监测电压跌落到阈值以下的下降沿触发中断或产生复位 

• RISE 为 1，被监测电压回升到阈值以上的上升沿触发中断或产生复位

LVD使用例程介绍：

根据上述内容，可以配置一个关于CW32L083的电压监测例程，LVD的输入通道设置为PA00,输出端口为PA08,门限电压为2.02V，利用LVD的中断实现当LVD输入通道电压低于或者高于门限电压时刻（利用上升沿和下降沿）,PC03输出电平翻转一次。

 

void LVD_PortInit(void) 
{ 
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0}; 
    
    //打开GPIOA时钟 
    __RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); 
    
    //将PA08设置为LVD比较结果输出 
    GPIO_InitStructure.Pins = GPIO_PIN_8; 
    GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; 
    GPIO_Init(CW_GPIOA,  GPIO_InitStructure); 
    
    //将PA08复用为LVD比较结果输出     
    PA08_AFx_LVDOUT();
     //将PA00设置为LVD的输入口 
    PA00_ANALOG_ENABLE(); 
} 

int main(void) 
{ 
    LVD_InitTypeDef LVD_InitStruct = {0}; 
    
    //LED初始化 
    LED_Init(); 
    
    //配置测试IO口 
    LVD_PortInit(); 
    
    LVD_InitStruct.LVD_Action = LVD_Action_Irq;  //配置中断功能 
    LVD_InitStruct.LVD_Source = LVD_Source_PA00; //配置LVD输入口为PA00 
    LVD_InitStruct.LVD_Threshold = LVD_Threshold_2p02V; //配置LVD基准电压为2.02v 
    LVD_InitStruct.LVD_FilterEn = LVD_Filter_Enable;//LVD滤波模块开启 
    LVD_InitStruct.LVD_FilterClk = LVD_FilterClk_RC150K;//LVD滤波时钟为150KHz 
    LVD_InitStruct.LVD_FilterTime = LVD_FilterTime_4095Clk; 
    LVD_Init( LVD_InitStruct);
    
    LVD_TrigConfig(LVD_TRIG_FALL | LVD_TRIG_RISE, ENABLE);//LVD中断为上升沿和下降沿触发 
    LVD_EnableIrq(LVD_INT_PRIORITY); 
    LVD_ClearIrq(); 
    FirmwareDelay(4800); 
    LVD_Enable(); //LVD使能 
    
    while (1) 
    { 
        if (gFlagIrq) 
        { 
            PC03_TOG(); 
            gFlagIrq = FALSE; 
        } 
    } 
} 

/** 
* @brief LED I/O初始化 
* 
*/ 
void LED_Init(void) 
{ 
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};
    
    //打开GPIOC时钟 
    REGBITS_SET(CW_SYSCTRL->AHBEN, SYSCTRL_AHBEN_GPIOC_Msk); 
    
    /* Configure the GPIO_LED pin */ 
    GPIO_InitStructure.Pins = GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3; 
    GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; 
    GPIO_Init(CW_GPIOC,  GPIO_InitStructure); 
    
    //LEDs are off. 
    PC02_SETLOW(); 
    PC03_SETLOW(); 
} 

//LVD中断服务函数 
void LVD_IRQHandler(void) 
{ 
    LVD_ClearIrq();      //清除中断标志 
    gFlagIrq = TRUE;     //将gFlagIrq赋值为TURE 
}

 

根据上述例程可以得到在PA00的输入电压值低于2.02v或高于2.02v的瞬间时刻，LVD会产生中断，PC03的输出电平会产生翻转，可利用CW32L083的开发板和一根杜邦线，将PA00和DVCC连接，在连接上的时刻以及拔掉杜邦线的时刻，LED1的状态会发生翻转。

来源：武汉芯源半导体

审核编辑：汤梓红