近几年随着8位元PIC^® MCU的市场销售成长渐趋饱和，为了让产品更具有竞争优势与满足使用者的广泛设计需求，Microchip近期陆续推出一系列采用核心独立周边装置(CIP)的8位元AVR^® XMEGA^® E系列微控制器。

何谓内核独立周边装置(CIP)? 简单来说，这些周边装置无需额外程式码和外部元件，大大降低了系统的复杂性。以硬体为主的内部周边装置不需考虑CPU的时序和核心工作功能，可以专注于系统内其他重要的任务。此外CIP具备低功耗的特性，可以减少中断等待机率、降低了记忆体成本、降低设计时间与心力并提升系统效率和安全性。

本设计实例采用AVR XMEGA E系列丰富的CIPs周边搭配Microchip - Atmel START线上程式码产生工具与Studio 7开发环境，以最少的程式码快速实现一个客制化编码与调变的红外线传输器，所使用到的CIPs周边分别介绍如下。

如上图所示，Microchip XMEGA E系列搭载XCL(XMEGA Custom Logic)模组，包含两个独立的8位元timer/counter与两个可程式化的真值表以输出各种逻辑闸的组合(delay elements、RS-latches、D-latches、D flip-flops、AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR)，除了可节省电路板空间与BOM成本外，进而最小化EMI和crosstalk。

XMEGA E系列内建的Event System Controller模组，不须透过CPU、DMA、Interrupt的介入即可让周边和周边之间进行讯息传递。 Event System Controller内建8组Event通道，每个通道各别配置一组多工器来选择Event Source(事件来源)与Event User(接收事件的周边)。

此外XMEGA E系列也内建EDMA Controller，搭配最多4组的peripheral channel，每个channel可以设定资料传递的触发源、来源位址与目的位址，不须使用CPU的资源，即可以让各种周边与记忆体间做资料的快速传递。而且资料传输的模式也可以依资料量的大小来做设定，包含Burst、Block、Transaction三种模式。除此之外，每个peripheral channel还可以透过PMIC(Programmable Multilevel Interrupt Controller)来设定中断优先权(NMI、HI、MED、LO)，让EDMA Controller更具弹性化。

红外线传输器的运作流程如上图所示。

步骤1: 首先透过一个IO pin脚来侦测按键是否被按压(侦测输入准位是否发生改变)，如果发生改变的话便产生一个中断，此中断会透过Event System去触发16-bit Timer开始计数。

步骤2: 当Timer计数到设定值时会产生OVFIF中断，OVFIF中断便会触发EDMA controller，开始进行资料传递。传递的资料来源(SRC)是一个预先准备好的阵列，阵列内的资料是存放预先编码好的IR frame(两个Bytes组合成一个ASCII字元，第一个Byte表示高准位的Timer Counter值，第二个Byte表示低准位的Timer Counter值)，而资料传递的目的地(DEST)则是16-bit Timer内的PERBUF暂存器。当Timer产生OVFIF中断时，Timer的周期值会透过PERBUF暂存器来更新。如此一来，Timer就会根据Timing array来产生编码好的IR frame波形。

步骤3: 透过XMEGA Timer模组内建的Capture/Compare channel将编码好IR frame波形输出到output pin脚

步骤4: 使用XCL模组内建的8-bit timer，将其设定成单一斜率的PWM模式，且频率设定为38KHz。

步骤5: 将步骤3的IR frame波形输出信号与步骤4产生的38KHz PWM信号分别接到XCL模组的两个AND逻辑闸输入，透过AND逻辑运算后，即可得到38KHz调变的IR frame输入波形

步骤6: 当所有的IR frame资料传送完之后，EDMA controller会产生一个TRFIF中断(Transaction Complete Interrupt Flag)，使用者可以根据此信号，来重新初始化系统，让系统可以再次判断按键按压以传送新的IR frame。

以下是透过Studio 7的Data Visualizer所观察到的实际输出波形：

除了步骤6是唯一需要CPU资源介入处理的部分之外，其余步骤均透过CIPs核心独立周边来进行运作，除了硬体即时处理的优点外，也大大减少使用者在韧体开发的时间花费。上述的CIPs周边、CPU/Peripheral clock、IO脚位配置设定均可透过线上Microchip Atmel START视觉化的人性介面勾选或填入适当的参数配置之后，即可快速生成程式代码。

希望透过此设计实例，让使用者了解如何善用Microchip XMEGA E系列丰富的CIPs周边，让您的产品设计发挥最大的效能。

开发支援

XMEGA-E5 Xplained开发板

(编号：atxmegae5-xpld)

搭配Microchip Atmel START与Studio 7可轻松进行系统设计。透过线上的图形化介面程式码生成工具 (START)，只需按一次按钮，即可将配置好参数的周边、甚至是复杂Middleware(如USB、TCPIP等等…)的底层驱动设定与上层的HAI(Hardware Abstraction Interface)程式码全部一次生成。此外，搭配Studio 7内建的Data Visualizer工具，可以将资料透过DGI介面(SPI、I²C)或是COM port以数位示波器的方式显示出来，进而加快用户的开发与除错时程。 。(https://www.microchip.com/DevelopmentTools/ProductDetails/atxmegae5-xpld)

作者 温书贤 Microchip应用工程师