第9章 事件管理器模块(EV) - 比较器、中断

所有6个PWM输出均可以选择4种状态中的1种，这4种状态是: (1)高有效。T1CNT和CMPRx第一次比较匹配使PWM输出 信号由0变为1，第二次匹配发生后PWM输出信号又由1变为0。 (2)低有效。T1CNT和CMPRx第一次比较匹配使PWM输出
信号由1变为0，第二次匹配发生后PWM输出信号又由0变为1。
3
CMP2ACT1
2
CMP2ACT0
1
CMP1ACT1
0
CMP1ACT0
R/W-0
比较模式控制寄存器B（ACTRB）
15
SVRDIR
14
D2
13
D1
12
D0
11
CMP12ACT1
10
CMP12ACT0
9
CMP11ACT1
8
CMP11ACT0
R/W-0
核心模块是比较逻辑，主要由事件管理器定时器1的计 数寄存器T1CNT和比较寄存器CMPRx构成。 两者比较第一次匹配，在相应的输出上会产生一次转 换。当两个寄存器第二次匹配或定时器周期结束时，输出 上会产生 另一个转换。 比较单元的输出逻辑由操作控制寄存器(Action ControlRegister, ACTRA)和通用控制寄存器(COMCONA) 控制，可以通过调整这两个寄存器的设置调整PWM输出 信号的波形。
9. 3. 3 与比较器相关的PWM电路
EVA模块的PWM电路功能框图
EVA模块的PWM电路功能框图，它包含以下功能单元:
●非对称/对称波形发生器; ●可编程死区单元(DBU) ; ●输出逻辑; ●空间矢量(SV) PWM状态机。 EVB模块的PWM电路功能模块框图与EVA的一样，只是 改变相应的寄存器配置。另外，非对称/对称波形发生器 与在通用定时器中的一样。
9. 3. 5 PWM信号的产生 1.非对称PWM信号的产生
为产生非对称的PWM信号，通用定时器要设置为连 续递增计数模式，周期寄存器装入所需的PWM载波周期 的值，COMCONx寄存器使能比较操作，并将相应的输出 引脚设置成PWM输出。 如果需要设置死区，可通过软件将所需的死区时间值
写入到寄存器DBTCONx (11: 8 )的DBT(3:0)位。做为4位
2 死区控制
在许多的运动/电机控制和功率电子应用场合中，两个 功率器件（上级和下级）被串联在一个功率支路中，为避 免击穿失效，两个器件的打开的周期不能重叠，在一个三 极管的关断和另一个三极管导通之间经常要插入一个死区， 这段时间延迟允许一个三极管在别的三极管导通之前完全 关断。
电源逆变器
串联的2个器件不能同时 被关闭，不能有重叠区 PWM信号的输入
EVA的比较单元
比较单元功能结构图
每个事件管理器模块的比较单元包括：
3个16位的比较寄存器(对于EVA模块为CMPRl、CMPR2 和CMPR3，对于EVB模块为CMPR4，CMPR5和CMPR6)， 它们各带一个相应的映像寄存器(可读/写)。 一个16位的比较控制寄存器(对于EVA模块为COMCONA， 对于EVB模块为COMCONB)，该寄存器为可读写的。 一个16位的动作控制寄存器(对于EVA模块为ACTRA， 对于EVB模块为ACTRB)，它们各带一个相应的映像寄存器 (可读/写) 。 6个PWM(三态)输出(比较输出)引脚。 控制和中断逻辑。
9.3 比较单元及PWM输出
9.3.1 比较单元功能介绍
事件管理器(EVA)模块中有3个比较单元(比较单元1,2 和3)，事件管理器(EVB)模块中也有3个比较单元(比较单 元4,5和6)。 每个比较单元都有2个相关的PWM输出。比较单元的 时钟基准由通用定时器1 (EVA模块)和通用定时器3 (EVB 模块)提供。 事件管理器的比较单元做为PWM信号输出的辅助电路， 主要用来控制信号处理器的PWM输出的占空比。
非对称PWM
可编程死区模块 (EVA)
输入：PHX（X=1、2、3）来自比较单元的非对称波形 发生器 输出：DPHX/DPHX_，与PHX对应 对应每个输入信号PHX，都会产生2个输出信号DTPHX 和DTPHX_。当比较单元和他们相关的输出的死区被禁
止时，这2个信号是一样的。当比较单元被使能时，2个
+
DC 电容
-Leabharlann 三相输出作为控制 信号功率器件
死区的产生
supply rail
互补的PWM开关信号
to motor phase
晶体管导通比截止快 同时导通的瞬间-短路 因此，必须使上下桥臂中任何一个开关管从关断到导通 都需要经过一个死区时间的延迟。
对于一个输入信号PHx，死区单元会产生两个输出信 号DTPHx和DTPHx-。 死区单元用于保证在任何情况下，每个比较单元相关 的2路PWM输出控制一对正向导通和负向导通设备时没有 重叠，即当一个器件没有完全关断时，另一个器件不导通， 以避免功率器件击穿失效。
(3)强制高。PWM输出总是1。 (4)强制低。PWM输出总是0。
9.3.2 PWM信号
PWM是一系列脉宽不断变化的脉冲。 在电机控制系统中，PWM用来控制开关电源器件的
开关时间，为电机绕组提供所需的能量，控制电机所需转
速和转矩。
每个EV模块可同时产生多达 8 路的 PWM 波形输出:
★ 由 3 个带可编程死区控制的比较单元产生独立的 3 对 （即 6 个输出） EVA：PWM1/2/3/4/5/6 EVB：PWM7/8/9/10/11/12 ★ 由 GP 定时器比较产生的 2 个独立的PWM 输出 EVA：T1CMP/PWM, T2CMP/PWM EVB：T3CMP/PWM, T4CMP/PWM
当下列任意事件发生时，所有的PWM输出引脚被置于 高阻状态。 ●软件清除COMCONx[9]位; ●当 PDPINTx未屏蔽时，硬件将 PDPINTx 引脚拉低; ●发生任何复位事件时。
有效的 PDPINTx (当使能时)引脚和系统复位使寄存器
COMCONx和ACTRx设置无效。
输出逻辑电路(OLC)的比较单元输出逻辑的输入包括: ●来自死区单元的DTPH1、 DTPH1 、DTPH2、 DTPH2 、 DTPH3、DTPH3 和比较匹配信号; ●寄存器ACTRx中的控制位; ● PDPINTx 和复位信号。 比较单元输出逻辑的输出包括: ●PWMx,x=1~6(对于EVA); ●PWMy,y=7~19(对千RVB)。
死区定时器的周期，所有的PWM输出通道使用一个死区 值。
2.对称PWM信号的产生
对称PWM信号关于PWM周期中心对称，相对非对 称PWM信号的优势在于，1个周期内在每个PWM周期的 开始和结束处有2个相同长度的无效区段。
当使用正弦调整时，PWM产生的交流电机(如感应电
机、直流电机)的电流对称PWM信号比非对称的PWM信 号产生的谐波更小。
15
CENABLE
14
CLD1
13
CLD0
12
SVENABLE
11
ACTRLD1
10
ACTRLD0
9
FCMPOE
8
PDPINTA Status
R/W-0 7 FCMP3OE 6 5 4 3 2 C3TRIPE R/W-1 1 C2TRIPE R/W-0
R-0 0 C1TRIPE R/W-1
FCMP2OE FCMP1OE R/W-0
对称PWM信号产生波形如图9. 24所示
比较单元与PWM电路产生对称和非对称PWM波形基 本相似，唯一不同的是，产生对称波形需要将通用定时器 1(或通用定时器3)设置为连续增/减计数模式。 每个对称PWM波形产生周期产生2次比较匹配，一次 匹配在前半周期的递增计数期间，另一次匹配在后半周期
的递减计数期间。
可编程死区模块 (EVA)
Clock PHx DT DTPHx DTPHx_ 死区 PHx
HSPCLK
Prescaler
DBTCONA . 4 - 2
edge detect
ENA
4-bit
reset Counter comparator
DT
4-bit period
DBTCONA . 11 - 8
DTPHx DTPHx_
9. 3. 6 比较单元寄存器
比较单元操作所要求的寄存器设置顺序 EVA模块 设置T1PR 设置ACTRA EVB模块 设置T3PR 设置ACTRB 初始化CMPRx 设置COMCONB 设置T3CON
初始化CMPRx
设置COMCONA 设置T1CON
1.比较控制寄存器 GP比较控制A（COMCONA）寄存器
reserved reserved reserved reserved 7 EDBT3 6 EDBT2
DBTPS2 DBTPS1 DBTPS0 reserved reserved
DB Timer Enable
0 = disable
DB Timer Prescaler
000 = 1 001 = 2 010 = 4 011 = 8 100 = 16 101 = 32 110 = 32 111 = 32
0
C4TRIPE
Reserved
R/W-0
R-0
R/W-1
R/W-1
R/W-1
2.比较操作寄存器(ACTRA)
15
SVRDIR
14
D2
13
D1
12
D0
11
CMP6ACT1
10
CMP6ACT0
9
CMP5ACT1
8
CMP5ACT0
R/W-0 7
CMP4ACT1
6
CMP4ACT0
5
CMP3ACT1
4
CMP3ACT0
Reserved R-0
GP比较控制B（COMCONB）寄存器