请问如何为 NuMicro® M451 系列中的 PWM 设置计数器同步？

完成所需的 PWM 设置后，添加以下代码：
/* 启用 PWM0、PWM2、PWM4 定时器同步 */
PWM_ENABLE_TIMER_SYNC(PWM0, BIT0|BIT2|BIT4);    
/* 启动 PWM */
PWM0->SSTRG = 1;

为 NuMicro® M451 系列微控制器中的 PWM 模块设置计数器同步，主要是通过控制特定的寄存器来实现多个 PWM 通道（在同一 PWM 组内）的计数器值同时更新或归零，以实现精确的相位控制或多通道波形对齐。以下是详细的步骤说明：

核心概念:

1. 同步源: 触发同步操作的事件源（例如：软件强制同步、外部信号、周期匹配、零匹配等）。


2. 同步目标: 需要被同步的 PWM 通道的计数器。


3. 同步行为: 目标计数器的数值被强制更新为预设的同步值（通常为 0，即重新计数）。

设置步骤:

1. 
   

   选择 PWM 组和目标通道:

   
   
   
   
   • 确定你使用的是 PWM0 还是 PWM1 组。
   
   
   • 确定组内哪些 PWM 通道（例如 PWM0_CH0, PWM0_CH1, ..., PWM0_CH5）需要被同步。通常一个组内的所有通道都能被同步。
   
   
   
   


2. 
   

   配置 PWM 基本模式 (可选，但推荐):

   
   
   
   
   • 在启用 PWM 计数器之前，通过 PWMx->CTL (x=0或1) 寄存器设置 PWM 计数器的核心工作模式：
     
     
     
     • Counter Type (MODE): 通常设置为 Dual-Edge Mode (0x2) 用于中心对齐 PWM (计数器从 0 递增到 CMPDAT，再从 CMPDAT 递减回 0)，或 Auto-Reload Mode (0x0) 用于边沿对齐 PWM (计数器从 0 递增到 CMPDAT 后自动归零)。
     
     
     • Counter Synchronization Mode (SYNC): 关键设置！ 此位决定计数器何时接受同步。强烈建议设置为 SYNC = 1 (Synchronous update mode)。这意味着计数器的更新（包括同步操作和周期/占空比寄存器更新）只在计数器溢出或归零时才会真正生效，确保相位稳定。
     
     
   
   
   
   


3. 
   

   配置 PWM 计数器操作模式：

   
   
   
   
   • 通过 PWMx->SYNC (x=0或1) 寄存器 (同步控制寄存器) 进行配置：
     
     
     
     • SYNC_PWMEN (Synchronization Mode Enable): 设为 1，以启用该 PWM 组的同步功能。
     
     
     • SYNCMODE (Synchronization Mode): 关键设置！
       
       
       
       • 0: One-Shot Mode: 计数器只在下一个同步源事件发生时被同步一次。之后需要新的同步源事件或软件重新触发。
       
       
       • 1: Interval Mode: 计数器在每次同步源事件发生时都会被同步。这是实现周期性同步/重对齐的常用模式。
       
       
     
     
     • SYNC_CNTEN (Counter Enable Control)：可选。是否同步使能/禁用计数器。通常保留为 0。
     
     
     • SYNCSRCMODE (Synchronization Source Mode)：可选。选择同步触发源信号的类型（0=外部引脚/事件，1=内部事件），但通常通过 SYNC_SRC_CTL 和 PCNTSR 选择具体源，此处可暂时保留。
     
     
     • SYNC_PWMDIR (Direction Control in Synchronous Mode)：可选。是否在同步时改变计数方向。通常保留为 0。
     
     
     • SYNC_SRC_CNTEN (Synchronization Source Counter Enable Control)：可选。更复杂的计数器启停同步控制，通常保留为 0。
     
     
   
   
   
   


4. 
   

   选择并配置同步源：

   
   
   
   
   • 通过 PWMx->SYNC_SRC_CTL (x=0或1) 寄存器 (同步源控制寄存器) 配置：
     
     
     
     • EXT_SYNC_SRC (External Synchronization Source)：关键选择！ 指定一个具体的同步信号源：
       
       
       
       • SYNC_PWM0: PWM0 内部同步源 (如 PWM0_Counter overflow/zero).
       
       
       • SYNC_PWM1: PWM1 内部同步源 (如 PWM1_Counter overflow/zero). 注意：PWM0 不能选择 PWM1 作为源，反之亦然，除非使用外部引脚连接。
       
       
       • SYNC_TMR0, SYNC_TMR1, ..., SYNC_TMR3: 指定定时器作为源 (T0_EXT, T1_EXT, T2_EXT, T3_EXT).
       
       
       • SYNC_BPWM0, SYNC_BPWM1: 指定基本 PWM 模块作为源（BPWM0_EXT, BPWM1_EXT）。
       
       
       • SYNC_STADC: 指定系统定时器触发事件 (STADC)。
       
       
       • SYNC_PWM0_CNT_ZERO, SYNC_PWM0_CNT_UP_PERIOD, SYNC_PWM0_CNT_DN_PERIOD: PWM0 内部事件（计数器归零、递增计数时达到周期值、递减计数时达到周期值）。
       
       
       • SYNC_PWM1_CNT_ZERO, SYNC_PWM1_CNT_UP_PERIOD, SYNC_PWM1_CNT_DN_PERIOD: PWM1 内部事件。
       
       
     
     
     • 选择最适合你的应用场景的源。例如：
       
       
       
       • 如果需要所有 PWM 通道同时从 0 开始计数，可以使用 SYNC_PWMx_CNT_ZERO（设置计数器在归零事件上同步自身或其他通道？仔细看手册。通常需要外部触发或软件触发作为源）。
       
       
       • 如果你需要由一个外部引脚触发同步事件，你需要配置该引脚为 PWM 的同步输入引脚（通过 SYS->GPx_MFP 配置 EXT_SYNCx 功能），然后在 EXT_SYNC_SRC 中选择一个对应的外部输入源（如 SYNC_TMR0 对应 T0_EXT 引脚功能）。
       
       
       • 最常用的是软件同步 (SYNC_SRC_SW) 或内部同步源。
       
       
     
     
   
   
   
   


5. 
   

   配置计数器的同步值：

   
   
   
   
   • 通过 PWMx->SYNC_UPD_DATA (x=0或1) 寄存器 (计数器同步更新值) 配置：
     
     
     
     • CSUPD: 这是一个 16 位的值。当同步事件发生时，PWM 计数器会立刻被设置成这个值。
     
     
     • 通常设置为 0x0000：这意味着在同步事件发生时，所有目标通道的计数器都被重置为 0，确保它们精确地在同一时刻从起点开始计数（周期匹配或零匹配）。你也可以设置成其他值来定义一个特定的起始点。
     
     
   
   
   
   


6. 
   

   启用通道同步（指定同步目标）：

   
   
   
   
   • 通过 PWMx->PCNTSR (x=0或1) 寄存器 (PWM 计数器同步寄存器) 配置：
     
     
     
     • 这个寄存器是同步功能的核心使能和触发点。
     
     
     • 它包含 SYNC_PWM0 到 SYNC_PWM5（或该 PWM 组支持的最大通道数）的位域（通常是 BIT0 到 BIT5）。
     
     
     • 如果你希望某个通道（如 CH0）在同步事件发生时将其计数器重置为 SYNC_UPD_DATA 的值（通常是 0），那么需要 置位其对应的 SYNC_PWM0 位 (设置为 1)。
     
     
     • 你需要为所有你想同步的通道设置其对应的位为 1。
     
     
     • 例如：要同步 PWM0_CH0, CH2, CH5，那么设置 PWM0->PCNTSR = (1 << 0) | (1 << 2) | (1 << 5);。
     
     
     • 手动触发一次同步 (重要！)：向 PCNTSR 寄存器写入 1 来触发一次同步操作 (这是软件触发同步的关键)。硬件会自动将该位清0（写1清除！）。后续的同步将由步骤 4 中选择的源自动触发（如果配置为内部周期事件）。
       
       
       
       • 手动触发代码通常为：PWM0->PCNTSR = (PWM0->PCNTSR & 0xFFFFFF00) | (1 << N); (其中 N 是触发位字段的偏移量，通常寄存器描述会指出触发位是 BIT0-BITx)。关键在于：M451 的 PCNTSR 寄存器设计为：你需要向要触发同步的通道对应的位写 ‘1’ 来手动触发一次该通道的同步。同时，硬件在同步动作完成后会自动将该位清0。 例如：
         

         // 假设要手动触发 PWM0_CH0 同步一次：
         
         PWM0->PCNTSR = (PWM0->PCNTSR & ~PWM_PCNTSR_SYNC_PWM0_Msk) | PWM_PCNTSR_SYNC_PWM0_Msk; // 写入位掩码，将 CH0 的触发位置 1

         
         

         (请务必查阅手册 PWM_PCNTSR 寄存器的具体描述，确认触发位的位置和操作行为！)

       
       
     
     
   
   
   
   

总结与关键点:

• 同步目标通道: 通过在 PCNTSR 寄存器中置位相应通道的使能位来选择。


• 同步行为与时机:
  
  
  
  • 通过 SYNC 寄存器 (SYNC_PWMEN, SYNCMODE, SYNC) 配置同步功能和模式（推荐 SYNCMODE=1 持续同步，SYNC=1 同步更新）。
  
  
  • 同步时计数器会被强制置为 SYNC_UPD_DATA 的值（通常是 0）。
  
  


• 同步触发源:
  
  
  
  • 通过 SYNC_SRC_CTL 选择同步源（软件同步、内部事件、外部引脚）。
  
  
  • 软件同步通过设置 PCNTSR 对应位（然后写 1）来手动触发。
  
  
  • 硬件同步由选定的源自动触发（例如当计数器达到周期值或归零时）。
  
  


• 关键寄存器: PWMx->CTL, PWMx->SYNC, PWMx->SYNC_SRC_CTL, PWMx->SYNC_UPD_DATA, PWMx->PCNTSR。


• 步骤流程:
  
  
  
  1. 基本配置 (CTL).
  
  
  2. 配置核心同步功能 (SYNC)。
  
  
  3. 选择同步源 (SYNC_SRC_CTL)。
  
  
  4. 设置同步值 (SYNC_UPD_DATA).
  
  
  5. 使能目标通道同步 (PCNTSR 中置位对应通道位).
  
  
  6. 手动触发首次同步 (向 PCNTSR 相应位写入触发值) 或等待硬件源触发。
  
  

重要提示:

1. 仔细阅读手册： NuMicro M451 系列的参考手册 (Reference Manual) 是最终权威。查看 "PWM Controller" 章节，特别是关于 "Synchronization", SYNC, SYNC_SRC_CTL, SYNC_UPD_DATA, PCNTSR 寄存器的详细描述。不同子型号或系列间可能有细微差异。


2. 时钟配置： 确保你的系统时钟 (HCLK) 和 PWM 时钟 (PCLK / PWMx_CLK) 正确配置和使能。


3. 引脚复用： 如果使用外部引脚作为同步源 (EXT_SYNCx)，需要通过 SYS->GPx_MFP 或类似寄存器正确配置引脚功能。


4. 寄存器位偏移： 示例代码中的位偏移 (SYNC_PWM0) 是示意。实际编程时请使用厂商提供的 BSP (Board Support Package) 中的寄存器定义宏 (PWM_PCNTSR_SYNC_PWM0_Msk)，或者根据手册定义你自己的宏，以确保准确性。


5. 调试： 使用示波器测量多个 PWM 通道的输出信号，确认同步是否成功（通道上升/下降沿是否在期望的时刻对齐）。特别注意在 SYNC=1 (同步更新模式) 下，周期 (CNR) 或占空比 (CMRx) 寄存器的修改也是在计数器归零时才生效，这会影响相位观察。

按照以上步骤操作，并结合仔细阅读手册和调试，你就能成功地为 NuMicro M451 的 PWM 模块设置计数器同步功能。