4. CCU4寄存器详解（下）：周期寄存器（PRS）、比较寄存器（CRS）、捕获寄存器（CRS）、状态寄存器（STS）

在上一节中，我们深入剖析了CCU4的定时器核心寄存器——定时器寄存器（TMR）与分频器寄存器（PSC）。本节将继续完成剩余四个关键寄存器的解析：周期寄存器（PRS）、比较寄存器（CRS）、捕获寄存器（CRS）以及状态寄存器（STS）。这些寄存器共同构成了CCU4定时器在PWM生成、输入捕获和事件管理中的核心控制逻辑。

4.1 周期寄存器（PRS）—— 定义定时周期的标尺

周期寄存器（Period Register, PRS） 是CCU4定时器运行周期的基准。它决定了定时器从0向上计数到最大值（单次模式）或反复计数的上限（连续模式）。

• 位宽：16位（与TMR一致）。
• 复位值：0x0000。
• 核心作用：当TMR的值等于PRS时，定时器产生周期匹配事件，该事件可触发中断、DMA请求或输出信号的周期翻转。
• 影子寄存器机制：PRS具有影子寄存器。写入PRS的值不会立即生效，而是在下一个周期匹配事件发生时，才从影子寄存器加载到实际工作寄存器。这保证了PWM周期在切换时不会产生毛刺。

4.2 比较寄存器（CRS）—— PWM占空比的精确控制

比较寄存器（Compare Register, CRS） 用于设定与TMR进行比较的阈值。当TMR的值与CRS相等时，产生比较匹配事件，该事件用于控制PWM输出信号的翻转时刻，从而决定占空比。

• 位宽：16位。
• 复位值：0x0000。
• 影子寄存器机制：与PRS类似，CRS也具备影子寄存器。写入CRS的值在下一个周期匹配事件时更新，确保占空比切换的平滑性。
• 多通道支持：每个CCU4定时器切片通常包含多个比较通道（如CC4y_CRS和CC4y_CRS_S），用于生成互补PWM或死区控制。

4.3 捕获寄存器（CRS）—— 输入信号的精确时间测量

在输入捕获模式下，捕获寄存器（Capture Register, CRS） 用于记录外部事件发生时TMR的瞬时值。注意：捕获寄存器与比较寄存器在硬件上共享同一组寄存器地址，但功能由工作模式决定。

• 触发源：外部输入引脚（如CCU40_IN0）或内部事件（如相邻定时器的溢出）。
• 捕获边沿：可配置为上升沿、下降沿或双边沿捕获。
• 多级捕获：支持连续捕获，每次捕获事件将TMR值锁存到CRS，并可触发中断读取。
• 应用场景：测量脉冲宽度、周期、频率或编码器信号。

4.4 状态寄存器（STS）—— 事件标志的实时监控

状态寄存器（Status Register, STS） 是一个只读寄存器，用于反映定时器当前的事件状态和运行标志。它是调试和中断服务程序中判断事件来源的关键。

uint16_t status = CCU40_CC40->STS;
if (status & CCU4_CC4_STS_PER_Msk) {
    // 处理周期匹配事件
    CCU40_CC40->STS = CCU4_CC4_STS_PER_Msk; // 清除标志
}
if (status & CCU4_CC4_STS_CM_Msk) {
    // 处理比较匹配事件
    CCU40_CC40->STS = CCU4_CC4_STS_CM_Msk;
}

4.5 寄存器协同工作流程

下图展示了在PWM生成模式下，PRS、CRS、TMR和STS四个寄存器之间的协同关系：

4.6 寄存器配置实战要点

1. 初始化顺序：先配置PRS和CRS，再启动定时器。避免在定时器运行中修改PRS导致周期突变。
2. 影子寄存器更新时机：PRS和CRS的写入值在下一个周期匹配事件时生效。若需立即生效，可先停止定时器，写入后重新启动。
3. 捕获模式下的CRS读取：务必在捕获中断中读取CRS，并清除CAP标志，防止重复触发。
4. STS标志清除：通过写1清除对应位，写0无效。建议使用位掩码操作，避免影响其他标志。
5. 调试技巧：在调试时，通过读取STS寄存器判断定时器是否按预期产生事件，是排查PWM无输出或捕获失败的首选方法。