低电压检测器(LVD)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，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。本文以CW32L083为例，介绍LVD的使用方法。
低电压检测器（LVD）的主要特性：
- 4路监测电压源：VDDA电源电压，PA00、PB00、PB11引脚输入
- 16阶阈值电压，范围2.02V-3.76V
- 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
- 可触发产生中断或复位信号，二者不能同时产生
- 8阶滤波可配置
- 支持迟滞功能
- 支持低功耗模式下运行，中断唤醒MCU
上图为CW32L083低电压检测器（LVD）的功能框图，LVD不仅可以监测VDDA电源电压，也可以监测外部引脚 (PA00、PB00、PB11)输入电压，通过控制寄存器LVD_CR0的SOURCE位域来选择，当使用外部引脚来监测电压时，需将对应的GPIO端口配置为模拟输入模式（GPIOx_ANALOG.PINy = 1）。
LVD的输出结果可以从PA01/PA08/PC12/PE02/PF02引脚输出，需将对应的GPIO口配置为数字输出模式，同时选择功能复用，下面为具体配置
//LVD I/O口初始化
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();
}
迟滞功能
LVD 内置的电压比较器具有迟滞功能，可避免当 LVD 的被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。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。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位值决定，有效值0 ~ 15，如下表所示：
数字滤波功能
CW32L083的LVD支持数字滤波功能，以增强系统的鲁棒性，可将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，不会触发中断或复位，如下图所示：
通过设置控制寄存器LVD_CR1的FLTEN位域为1，可使能数字滤波模块。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
相关的宏定义如下所示：
#define LVD_FilterClk_RC150K ((uint32_t)0x00000000)
#define LVD_FilterClk_HSI ((uint32_t)0x00000010)
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中断
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)
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
相关的寄存器具体位域可参考下表：
根据上述内容，简单介绍配置电压监测例程。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;
}
}
}
/** [url=home.php?mod=space&uid=2666770]@Brief[/url] LED I/O初始化**/
void LED_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};
__RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
GPIO_InitStructure.Pins = GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3;
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_Init(CW_GPIOC, &GPIO_InitStructure);
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，使main函数中的if判断语句生效
}
上述例程中的LVD_PortInit()为前文LVD的IO口配置函数，下面例程为通过寄存器配置LVD，具体功能与上述例程一样。
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)
{
LED_Init();
LVD_PortInit();
CW_LVD->CR0_f.SOURCE=1; //选择待监测的电压来源为PA00
CW_LVD->CR0_f.VTH=0; //选择阈值电压为2.02V
CW_LVD->CR1_f.FLTTIME=7; //选择 LVD 滤波宽度为4095个时钟周期信号
CW_LVD->CR1_f.FLTCLK=0; //选择滤波时钟为150KHz的RC振荡时钟
CW_LVD->CR1_f.FLTEN=1; //使能 LVD 滤波
CW_LVD->CR1_f.RISE=1; //下降沿触发
CW_LVD->CR1_f.FALL=1; //上升沿触发
CW_LVD->CR0_f.ACTION=0; //选择LVD触发为中断
CW_LVD->CR0_f.IE=1; //使能LVD中断
NVIC_ClearPendingIRQ(LVD_IRQn); //使能NVIC中断向量表中的LVD中断
NVIC_SetPriority(LVD_IRQn, 3);
NVIC_EnableIRQ(LVD_IRQn);
FirmwareDelay(4800);
CW_LVD->CR0_f.EN=1; //使能LVD
CW_LVD->SR_f.INTF=0; //清除LVD中断标志
while (1)
{
if (gFlagIrq)
{
PC03_TOG();
gFlagIrq = FALSE;
}
}
}
/@brief LED I/O初始化/
void LED_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};
__RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
GPIO_InitStructure.Pins = GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3;
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_Init(CW_GPIOC, &GPIO_InitStructure);
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，使main函数中的if判断语句生效
}
上述例程功能为在PA00的输入电压值低于2.02v或高于2.02v的时刻，LVD会产生中断，PC03的输出电平会产生翻转，可利用CW32L083的开发板和数字电源进行测试，将PA00和数字电源连接，调节数字电源输出电压，在升高至门限电压以上或者下降至门限电压以下，LED1的状态会发生翻转。
LVD的相关函数及功能，可参考下述介绍。
1.void LVD_EnableNvic(uint8_t intPriority);
//使能NVIC中LVD中断
2.void LVD_DisableNvic(void);
//禁止NVIC中LVD中断
3.void LVD_TrigConfig(uint16_t LVD_TRIG, FunctionalState NewState);
//配置LVD中断/系统复位触发方式
4.void LVD_EnableIrq(uint8_t intPriority);
//使能LVD中断
5.void LVD_DisableIrq(void);
//禁止LVD中断
6.void LVD_ClearIrq(void);
//清除LVD中断标志
7.boolean_t LVD_GetIrqStatus(void);
//获取LVD中断标志
8.FlagStatus LVD_GetFlagStatus(uint16_t LVD_FLAG);
//获取LVD指定的状态位
9.boolean_t LVD_GetFilterResult(void);
//获取Filter结果
10.void LVD_Init(LVD_InitTypeDef* LVD_InitStruct);
//LVD初始化
11.void LVD_DeInit(void);
//LVD去初始化
12.void LVD_Enable(void);
//使能LVD
13.void LVD_Disable(void);
//停止LVD
CW32的LVD的使用介绍到此结束。
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