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PWM 模块原理及使用

PWM 模块原理及使用
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)

(不知道这样翻译恰当否)模块、数字比较(Digital Compare)模块、制动(Trip-zone)

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A

CMPAM: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ADC SOC(start of converter),

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; // Configure GPIO0 as EPWM1A GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO1= 1; // Configure GPIO1 as EPWM1B 2、InitTzGpio(),TZ口初始化

……

GpioCtrlRegs.GPAQSEL1.bit.GPIO12= 3; // Asynch input GPIO12 (TZ1) GpioCtrlRegs.GPAQSEL2.bit.GPIO16= 3; // Asynch input GPIO16 (TZ2) 3、PWM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;

……

4、ConfigCpuTimer(&CpuTimer1, 60, 1000);//设置Timer1

5、Timer1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 和EPWM1B的两个LED由暗至亮交替。

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