PWM-模块原理及使用

PWM模块原理及使用F28027有8路PWM（四个模块），4路HRPWM，特别对设计高精度电源提供了方便，每个PWM模块中又包括以下几个子模块：时基（Time-base）模块、计数比较（Counter-compare）模块、功能限定（Action-qualifier）模块、死区控制（Dead-band）模块、斩波（PWM-chopper）模块、事件触发（Event-trigger）模块、制动（Trip-zone）（不知道这样翻译恰当否）模块、数字比较（DigitalCompare）模块。从这些模块的命名上看，用它来做个电源，是再恰当不过的了。一、时基子模块（TB）每一个ePWM模块，都有自己的TB，它产生PWM的所有定时事件，且有同步逻辑，可以使多个PWM模块有序工作。TBPRD：PWM的计数周期寄存器。TBPHS：相位控制寄存器，在多个PWM模块级联时，可以控制每路输出的相位。当时基模块的同步脉冲到来时，使计数器从TBPHS设置的值开始计数（丢弃当前计数值）。TBCTL：TB的控制寄存器，可以对相位方向（只在up-down时有用）控制，决定是上计数时同步（PHSDIR=1）还是下计数时同步（PHSDIR=0）；决定TB输入时钟的分频系数；向下一级输出的同步脉冲的输出方式；计数值重装方式、计数方式、同步允许等控制。TBCTR：计数寄存器。TB模块的当前计数值。TBSTS：TB的状态寄存器。二、计数比较子模块（CC）此模块实现与TB的比较及控制。产生CMPA、CMPB比较事件；控制PWM的占空比。CMPCTL：计数比较控制寄存器。决定是否使用影子寄存器及计数值的重装方法。CMPA：计数比较值设定寄存器ACMPAM：CMPA的影子寄存器。CMPB：计数比较值设定寄存器B三、功能限定子模块（AQ）这个子模块主要对TB及CC模块产生的事件，作出相应的响应，如计数器到达设定同期时、到达0时、到达CMPA时、到达CMPB时，相应的EPWMxA、EPWMxB的输出状态。AQCTLA：设定EPWMxA在以上事件时的输出AQCTLB：设定EPWMxB在以上事件时的输出四、死区控制子模块（DB）在同步整流及桥式电机驱动时，上下臂的控制开关（晶体管或MOS管）的导通与关闭会出现一定的延时，这有可能导致上下臂开关的同时导能现象。DB子模块可以有效地防止这种现象的发生。DBCTL：DB通用控制寄存器，主要产生死区控制的方法。DBRED：上升沿延时控制寄存器，产生延迟的周期数。DBFED：下降沿延时控制寄存器，产生延迟的周期数。五、PWM斩波模块（PC）当PWM的周期较长，用高频变压器作驱动器，就会达不到目的，并有可能烧坏器件。使用PC模块可以将PWM波经过“再调制”后的高频波作驱动就可以解决这个问题。PCCTL：PC控制寄存器，实现“再调制”波的duty控制、“调制”频率控制等。六、制动子模块（TZ）TZ模块是当系统出现问题，或者发出制动信号时，达到所期望的系统响应。F28027有3个TZ外部信号输入，TZ信号可以连接到任意一个PWM模块。当制动条件产生后，它可以使EPWMxA和EPWMxB产生：高电平输出、低电平输出、高阻输出、不动作。可以一次性（one-shot）或逐周期（cycle-by-cycle）控制。可以受DC子模块控制等TZSEL：TZ选择寄存器，用来选择TZ源TZCTL：TZ控制寄存器，用来EPWMxA、EPWMxB的输出。TZEINT：TZ中断允许寄存器。TZDCSEL：数字比较事件选择寄存器。七、事件触发子模块（ET）它由TB、CC、DC子模块触发源输入，产生CPU中断及触发ADCSOC（startofconverter），ETSEL：事件触发选择寄存器，选择触发源，SOC、中断允许控制，EPWMxSOCA、EPWMxSOCB输出控制，ETPS：触发事件分频寄存器，控制由n次事件产生后引发中断或响应。ETFRC：强制触发寄存器。用于强制产生某一响应。从以上可见，模块相互的作用及产生事件并不用CPU干预，这是实时控制所需要的，因为这样可以尽快地作为响应。如PWM输出后的某一时间产生ADC转换，都是由模块自己协调的，CPU只用设置好相应的寄存器就可以了。八、程序示例由EPWM1A和EPWM1B输出互补PWM波，并并使用TZ1及TZ2对它作制动控制。例程中还用timer1控制PWM的占空比以作演示。1、InitEPwm1Gpio()，对IO口初始化……GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO0=1;//ConfigureGPIO0asEPWM1AGpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO1=1;//ConfigureGPIO1asEPWM1B2、InitTzGpio（），TZ口初始化……GpioCtrlRegs.GPAQSEL1.bit.GPIO12=3;//AsynchinputGPIO12(TZ1)GpioCtrlRegs.GPAQSEL2.bit.GPIO16=3;//AsynchinputGPIO16(TZ2)3、PWM模块设置//EnableTZ1andTZ2asoneshottripsourcesEALLOW;EPwm1Regs.TZSEL.bit.OSHT1=1;EPwm1Regs.TZSEL.bit.OSHT2=1;//WhatdowewanttheTZ1andTZ2todo?EPwm1Regs.TZCTL.bit.TZA=TZ_FORCE_HI;EPwm1Regs.TZCTL.bit.TZB=TZ_FORCE_LO;//EnableTZinterruptEPwm1Regs.TZEINT.bit.OST=1;EDIS;EPwm1Regs.TBPRD=6000;//SettimerperiodEPwm1Regs.TBPHS.half.TBPHS=0x0000;//Phaseis0EPwm1Regs.TBCTR=0x0000;//Clearcounter//SetupTBCLKEPwm1Regs.TBCTL.bit.CTRMODE=TB_COUNT_UP;//CountupEPwm1Regs.TBCTL.bit.PHSEN=TB_DISABLE;//DisablephaseloadingEPwm1Regs.TBCTL.bit.PRDLD=TB_SHADOW;//loadedfromitsshadowregisterEPwm1Regs.TBCTL.bit.HSPCLKDIV=TB_DIV1;//ClockratiotoSYSCLKOUTEPwm1Regs.TBCTL.bit.CLKDIV=TB_DIV1;EPwm1Regs.CMPCTL.bit.SHDWAMODE=CC_SHADOW;//LoadregisterseveryZEROEPwm1Regs.CMPCTL.bit.SHDWBMODE=CC_SHADOW;EPwm1Regs.CMPCTL.bit.LOADAMODE=CC_CTR_ZERO;EPwm1Regs.CMPCTL.bit.LOADBMODE=CC_CTR_ZERO;//SetupcompareEPwm1Regs.CMPA.half.CMPA=3000;//SetactionsEPwm1Regs.AQCTLA.bit.CAU=AQ_SET;//当计数值等于CMPA时，将PWM1A输出置高EPwm1Regs.AQCTLA.bit.PRD=AQ_CLEAR;EPwm1Regs.AQCTLB.bit.CAU=AQ_CLEAR;//SetPWM1AonZeroEPwm1Regs.AQCTLB.bit.PRD=AQ_SET;//触发ADCSOC//EPwm1Regs.ETSEL.bit.SOCAEN=1;……4、ConfigCpuTimer(&CpuTimer1,60,1000);//设置Timer15、Timer1中断：interruptvoidINT13_ISR(void)//INT13orCPU-Timer1{GpioDataRegs.GPATOGGLE.bit.GPIO3=1;EPwm1Regs.CMPA.half.CMPA++;if(EPwm1Regs.CMPA.half.CMPA5999)EPwm1Regs.CMPA.half.CMPA=1;//PieCtrlRegs.PIEACK.all|=;}九、编译运行发现，接在EPWM1A和EPWM1B的两个LED由暗至亮交替。