單芯片解決方案，開啟全新體驗(yàn)——W55MH32 高性能以太網(wǎng)單片機(jī)

W55MH32是WIZnet重磅推出的高性能以太網(wǎng)單片機(jī)，它為用戶帶來前所未有的集成化體驗(yàn)。這顆芯片將強(qiáng)大的組件集于一身，具體來說，一顆W55MH32內(nèi)置高性能Arm? Cortex-M3核心，其主頻最高可達(dá)216MHz；配備1024KB FLASH與96KB SRAM，滿足存儲與數(shù)據(jù)處理需求；集成TOE引擎，包含WIZnet全硬件TCP/IP協(xié)議棧、內(nèi)置MAC以及PHY，擁有獨(dú)立的32KB以太網(wǎng)收發(fā)緩存，可供8個(gè)獨(dú)立硬件socket使用。如此配置，真正實(shí)現(xiàn)了All-in-One解決方案，為開發(fā)者提供極大便利。

在封裝規(guī)格上，W55MH32 提供了兩種選擇：QFN68和QFN100。

W55MH32Q采用QFN68封裝版本，尺寸為8x8mm，它擁有36個(gè)GPIO、3個(gè)ADC、12通道DMA、17個(gè)定時(shí)器、2個(gè)I2C、3個(gè)串口、2個(gè)SPI接口（其中1個(gè)帶I2S接口復(fù)用）、1個(gè)CAN以及1個(gè)USB2.0。在保持與同系列其他版本一致的核心性能基礎(chǔ)上，僅減少了部分GPIO以及SDIO接口，其他參數(shù)保持一致，性價(jià)比優(yōu)勢顯著，尤其適合網(wǎng)關(guān)模組等對空間布局要求較高的場景。緊湊的尺寸和精簡化外設(shè)配置，使其能夠在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效的網(wǎng)絡(luò)連接與數(shù)據(jù)交互，成為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)等緊湊型設(shè)備的理想選擇。 同系列還有QFN100封裝的W55MH32L版本，該版本擁有更豐富的外設(shè)資源，適用于需要多接口擴(kuò)展的復(fù)雜工控場景，軟件使用方法一致。

此外，本W(wǎng)55MH32支持硬件加密算法單元，WIZnet還推出TOE+SSL應(yīng)用，涵蓋TCP SSL、HTTP SSL以及MQTT SSL等，為網(wǎng)絡(luò)通信安全再添保障。

為助力開發(fā)者快速上手與深入開發(fā)，基于W55MH32Q這顆芯片，WIZnet精心打造了配套開發(fā)板。開發(fā)板集成WIZ-Link芯片，借助一根USB C口數(shù)據(jù)線，就能輕松實(shí)現(xiàn)調(diào)試、下載以及串口打印日志等功能。開發(fā)板將所有外設(shè)全部引出，拓展功能也大幅提升，便于開發(fā)者全面評估芯片性能。

第十章 基本定時(shí)器

W55MH32微控制器集成了豐富的定時(shí)器資源，共計(jì)17個(gè)定時(shí)器，包括：10個(gè)通用16位定時(shí)器（每定時(shí)器支持4通道輸入捕獲/輸出比較/PWM/脈沖計(jì)數(shù)及增量編碼器接口）、2個(gè)帶死區(qū)控制和緊急剎車功能的16位高級控制定時(shí)器（專為電機(jī)控制優(yōu)化）、2個(gè)看門狗定時(shí)器（獨(dú)立型和窗口型）、1個(gè)24位系統(tǒng)時(shí)間定時(shí)器（遞減計(jì)數(shù)）以及2個(gè)16位基本定時(shí)器，全面覆蓋工業(yè)控制、電機(jī)驅(qū)動、系統(tǒng)監(jiān)控及實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)等應(yīng)用場景。

本章分為如下幾個(gè)小節(jié)：

1 基本定時(shí)器 簡介

2 寄存器描述

1 基本定時(shí)器簡介

W55MH32的基本定時(shí)器為TIM6和TIM7。

1.1 TIM6和TIM7簡介

基本定時(shí)器 TIM6 和 TIM7 各包含一個(gè) 16 位自動裝載計(jì)數(shù)器，由各自的可編程預(yù)分頻器驅(qū)動。它們可以作為通用定時(shí)器提供時(shí)間基準(zhǔn)，特別地可以為數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)提供時(shí)鐘。實(shí)際上，它們在芯片內(nèi)部直接連接到 DAC 并通過觸發(fā)輸出直接驅(qū)動 DAC。這 2 個(gè)定時(shí)器是互相獨(dú)立的，不共享任何資源。

1.2 TIM6和TIM7的主要特性

TIM6和TIM7 定時(shí)器的主要功能包括：

?16 位自動重裝載累加計(jì)數(shù)器。

?16 位可編程(可實(shí)時(shí)修改)預(yù)分頻器，用于對輸入的時(shí)鐘按系數(shù)為 1～65536 之間的任意數(shù)值分頻。

?觸發(fā)DAC的同步電路。

?在更新事件(計(jì)數(shù)器溢出)時(shí)產(chǎn)生中斷請求。

基本定時(shí)器框圖

1.3 TIM6和TIM7的功能

時(shí)基單元

這個(gè)可編程定時(shí)器的主要部分是一個(gè)帶有自動重裝載的 16 位累加計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘通過一個(gè)預(yù)分頻器得到。

軟件可以讀寫計(jì)數(shù)器、自動重裝載寄存器和預(yù)分頻寄存器，即使計(jì)數(shù)器運(yùn)行時(shí)也可以操作。時(shí)基單元包含：

?計(jì)數(shù)器寄存器(TIMx_CNT)

?預(yù)分頻寄存器(TIMx_PSC)

?自動重裝載寄存器(TIMx_ARR)

自動重裝載寄存器是預(yù)加載的，每次讀寫自動重裝載寄存器時(shí)，實(shí)際上是通過讀寫預(yù)加載寄存器實(shí)現(xiàn)。根據(jù) TIMx_CR1 寄存器中的自動重裝載預(yù)加載使能位(ARPE)，寫入預(yù)加載寄存器的內(nèi)容能夠立即或在每次更新事件時(shí)，傳送到它的影子寄存器。當(dāng) TIMx_CR1 寄存器的 UDIS 位為'0'，則每當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到溢出值時(shí)，硬件發(fā)出更新事件；軟件也可以產(chǎn)生更新事件；關(guān)于更新事件的產(chǎn)生，隨后會有詳細(xì)的介紹。計(jì)數(shù)器由預(yù)分頻輸出 CK_CNT 驅(qū)動，設(shè)置 TIMx_CR1 寄存器中的計(jì)數(shù)器使能位(CEN)使能計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。

注意： 實(shí)際的設(shè)置計(jì)數(shù)器使能信號 CNT_EN 相對于 CEN 滯后一個(gè)時(shí)鐘周期。

預(yù)分頻器

預(yù)分頻可以以系數(shù)介于 1 至 65536 之間的任意數(shù)值對計(jì)數(shù)器時(shí)鐘分頻。它是通過一個(gè) 16 位寄存器(TIMx_PSC)的計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)分頻。因?yàn)?TIMx_PSC 控制寄存器具有緩沖，可以在運(yùn)行過程中改變它的數(shù)值，新的預(yù)分頻數(shù)值將在下一個(gè)更新事件時(shí)起作用。以下兩圖是在運(yùn)行過程中改變預(yù)分頻系數(shù)的例子。

預(yù)分頻系數(shù)從 1 變到 2 的計(jì)數(shù)器時(shí)序圖

預(yù)分頻系數(shù)從 1 變到 4 的計(jì)數(shù)器時(shí)序圖

計(jì)數(shù)模式

計(jì)數(shù)器從 0 累加計(jì)數(shù)到自動重裝載數(shù)值(TIMx_ARR 寄存器)，然后重新從 0 開始計(jì)數(shù)并產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)器溢出事件。每次計(jì)數(shù)器溢出時(shí)可以產(chǎn)生更新事件；(通過軟件或使用從模式控制器)設(shè)置 TIMx_EGR 寄存器的UG 位也可以產(chǎn)生更新事件。設(shè)置 TIMx_CR1 中的 UDIS 位可以禁止產(chǎn)生 UEV 事件，這可以避免在寫入預(yù)加載寄存器時(shí)更改影子寄存器。在清除 UDIS 位為'0'之前，將不再產(chǎn)生更新事件，但計(jì)數(shù)器和預(yù)分頻器依然會在應(yīng)產(chǎn)生更新事件時(shí)重新從 0 開始計(jì)數(shù)(但預(yù)分頻系數(shù)不變)。另外，如果設(shè)置了 TIMx_CR1 寄存器中的 URS(選擇更新請求)，設(shè)置 UG 位可以產(chǎn)生一次更新事件 UEV，但不設(shè)置 UIF 標(biāo)志(即沒有中斷)。當(dāng)發(fā)生一次更新事件時(shí)，所有寄存器會被更新并(根據(jù) URS位)設(shè)置更新標(biāo)志(TIMx_SR寄存器的 UIF位)：

?傳送預(yù)裝載值(TIMx_PSC 寄存器的內(nèi)容)至預(yù)分頻器的緩沖區(qū)。

?自動重裝載影子寄存器被更新為預(yù)裝載值(TIMx_ARR)。

以下是一些在 TIMx_ARR=0x36 時(shí)不同時(shí)鐘頻率下計(jì)數(shù)器工作的圖示例子。

計(jì)數(shù)器時(shí)序圖，內(nèi)部時(shí)鐘分頻系數(shù)為 1

計(jì)數(shù)器時(shí)序圖，內(nèi)部時(shí)鐘分頻系數(shù)為 2

計(jì)數(shù)器時(shí)序圖，內(nèi)部時(shí)鐘分頻系數(shù)為 4

計(jì)數(shù)器時(shí)序圖，內(nèi)部時(shí)鐘分頻系數(shù)為 N

計(jì)數(shù)器時(shí)序圖，當(dāng) ARPE=0 時(shí)的更新事件(TIMx_ARR 沒有預(yù)裝載)

計(jì)數(shù)器時(shí)序圖，當(dāng) ARPE=1 時(shí)的更新事件(預(yù)裝載 TIMx_ARR)

時(shí)鐘源

計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘由內(nèi)部時(shí)鐘(CK_INT)提供。TIMx_CR1 寄存器的 CEN 位和 TIMx_EGR 寄存器的 UG 位是實(shí)際的控制位，(除了 UG 位被自動清除外)只能通過軟件改變它們。一旦置 CEN 位為'1'，內(nèi)部時(shí)鐘即向預(yù)分頻器提供時(shí)鐘。下圖示出控制電路和向上計(jì)數(shù)器在普通模式下，沒有預(yù)分頻器時(shí)的操作。

普通模式時(shí)序圖，內(nèi)部時(shí)鐘分頻系數(shù)為 1

1.4 調(diào)試模式

當(dāng)微控制器進(jìn)入調(diào)試模式(Cortex-M3 核心停止)時(shí)，根據(jù) DBG 模塊中的配置位 DBG_TIMx_STOP 的設(shè)置，TIMx 計(jì)數(shù)器或者繼續(xù)計(jì)數(shù)或者停止工作。

2 寄存器描述

TIM6 和 TIM7 寄存器：可以用半字(16 位)或字(32 位)的方式操作這些外設(shè)寄存器。

2.1 TIM6和TIM7控制寄存器 1(TIMx_CR1)

偏移地址：0x00

復(fù)位值：0x0000

2.2 TIM6和TIM7控制寄存器 2(TIMx_CR2)

偏移地址：0x04

復(fù)位值：0x0000

2.3 TIM6和TIM7DMA/中斷使能寄存器(TIMx_DIER)

偏移地址：0x0C

復(fù)位值：0x0000

2.4 TIM6和TIM7狀態(tài)寄存器(TIMx_SR)

偏移地址：0x10

復(fù)位值：0x0000

2.5 TIM6和TIM7事件產(chǎn)生寄存器(TIMx_EGR)

偏移地址：0x14

復(fù)位值：0x0000

2.6 TIM6和TIM7計(jì)數(shù)器(TIMx_CNT)

偏移地址：0x24

復(fù)位值：0x0000

2.7 TIM6和TIM7預(yù)分頻器(TIMx_PSC)

偏移地址：0x28

復(fù)位值：0x0000

2.8 TIM6和TIM7自動重裝載寄存器(TIMx_ARR)

2.9 TIM6和TIM7寄存器

下表中將 TIMx 的所有寄存器映射到一個(gè) 16 位可尋址(編址)空間。

WIZnet 是一家無晶圓廠半導(dǎo)體公司，成立于 1998 年。產(chǎn)品包括互聯(lián)網(wǎng)處理器 iMCU?，它采用 TOE（TCP/IP 卸載引擎）技術(shù)，基于獨(dú)特的專利全硬連線 TCP/IP。iMCU? 面向各種應(yīng)用中的嵌入式互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

WIZnet 在全球擁有 70 多家分銷商，在香港、韓國、美國設(shè)有辦事處，提供技術(shù)支持和產(chǎn)品營銷。

香港辦事處管理的區(qū)域包括：澳大利亞、印度、土耳其、亞洲（韓國和日本除外）。

審核編輯 黃宇