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[经验] DSP技术 PWM模块原理及使用

2020-8-28 15:56:36  319 DSP PWM
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F280278PWM(四个模块),4HRPWM,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(Digital Compare)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。
TBPRDPWM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TBPHS设置的值开始计数(丢弃当前计数值)。
TBCTLTB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。
TBSTSTB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CMPACMPB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A
CMPAMCMPA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TBCC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EPWMxAEPWMxB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。
DBCTLDB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
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。
PCCTLPC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。F280273TZ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 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
TZSELTZ选择寄存器,用来选择TZ
TZCTLTZ控制寄存器,用来EPWMxAEPWMxB的输出。
TZEINTTZ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TBCCDC子模块触发源输入,产生CPU中断及触发ADC SOCstart of converter),
ETSEL:事件触发选择寄存器,选择触发源,SOC、中断允许控制,EPWMxSOCAEPWMxSOCB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
EPWM1A EPWM1B输出互补PWM波,并并使用TZ1TZ2对它作制动控制。例程中还用timer1控制PWM的占空比以作演示。
1InitEPwm1Gpio(),对IO口初始化
       ……
    GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO0 = 1;   // Configure GPIO0 as EPWM1A
    GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO1 = 1;   // Configure GPIO1 as EPWM1B
2InitTzGpio(),TZ口初始化
       ……
   GpioCtrlRegs.GPAQSEL1.bit.GPIO12 = 3;  // Asynch input GPIO12 (TZ1)
   GpioCtrlRegs.GPAQSEL2.bit.GPIO16 = 3;  // Asynch input GPIO16 (TZ2)
3PWM模块设置
    // Enable TZ1 and TZ2 as one shot trip sources
    EALLOW;
    EPwm1Regs.TZSEL.bit.OSHT1 = 1;
    EPwm1Regs.TZSEL.bit.OSHT2 = 1;
    // What do we want the TZ1 and TZ2 to do?
    EPwm1Regs.TZCTL.bit.TZA = TZ_FORCE_HI;
    EPwm1Regs.TZCTL.bit.TZB = TZ_FORCE_LO;
    // Enable TZ interrupt
    EPwm1Regs.TZEINT.bit.OST = 1;
    EDIS;
    EPwm1Regs.TBPRD = 6000;                         // Set timer period
    EPwm1Regs.TBPHS.half.TBPHS = 0x0000;          // Phase is 0
    EPwm1Regs.TBCTR = 0x0000;                       // Clear counter
    // Setup TBCLK
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.CTRMODE = TB_COUNT_UP;       // Count up
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.PHSEN = TB_DISABLE;        // Disable phase loading
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.PRDLD = TB_SHADOW; //loaded from its shadow register
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.HSPCLKDIV = TB_DIV1;     // clock ratio to SYSCLKOUT
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.CLKDIV = TB_DIV1;
    EPwm1Regs.CMPCTL.bit.SHDWAMODE = CC_SHADOW;  // Load registers every ZERO
    EPwm1Regs.CMPCTL.bit.SHDWBMODE = CC_SHADOW;
    EPwm1Regs.CMPCTL.bit.LOADAMODE = CC_CTR_ZERO;
    EPwm1Regs.CMPCTL.bit.LOADBMODE = CC_CTR_ZERO;
    // Setup compare
    EPwm1Regs.CMPA.half.CMPA = 3000;
    // Set actions
    EPwm1Regs.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;          // Set PWM1A on Zero
    EPwm1Regs.AQCTLB.bit.PRD = AQ_SET;
    // 触发ADC SOC
    //EPwm1Regs.ETSEL.bit.SOCAEN = 1;
……
4ConfigCpuTimer(&CpuTimer1, 60, 1000);//设置Timer1
5Timer1中断:
interrupt void INT13_ISR(void)     // INT13 or CPU-Timer1
{
   GpioDataRegs.GPATOGGLE.bit.GPIO3 = 1;
   EPwm1Regs.CMPA.half.CMPA++;
   if ( EPwm1Regs.CMPA.half.CMPA > 5999 )
      EPwm1Regs.CMPA.half.CMPA =1;
   //PieCtrlRegs.PIEACK.all |= ;
}
九、编译运行
发现,接在EPWM1A EPWM1B的两个LED由暗至亮交替。

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