PICCOLO系列MCU - 32位單片機(jī)廠商主流芯片淺談:德州儀器Piccolo系列

　　(1)、簡介

　　在某些應(yīng)用場合中，需要使用占空比從0%~100%變化的PWM波形來進(jìn)行控制。PICCOLO系列中TMS320X2802X具有強(qiáng)大的PWM控制模塊，利用它可以產(chǎn)生任意占空比的PWM波形。EPWM模塊有三種計數(shù)方式，分別為增計數(shù)方式、增減計數(shù)方式、減計數(shù)方式，下面將詳細(xì)講解如何利用前面兩種計數(shù)方式產(chǎn)生占空比任意變換的PWM波形。

　　(2)、具體描述

　　增計數(shù)模式

　　增計數(shù)模式下，當(dāng)TBCTR計數(shù)值等于TBPRD的時候，CMPA陰影寄存器中的值賦值到CMPA活動寄存器中，同時計數(shù)值等于0的時候置位PWM波形，增計數(shù)等于CMPA值的時候清除復(fù)位PWM波形。在這種情況下，當(dāng)CMPA值大于周期值時產(chǎn)生占空比為100%的波形;當(dāng)CMPA值等于0的時候產(chǎn)生占空比為0%的波形。下面將對兩個臨界點(diǎn)做一下詳細(xì)的說明。

　　產(chǎn)生100%的占空比，CMPA值需要大于周期值。在增計數(shù)模式下，等于0的時候置位PWM波形，開始時，置位PWM波形，波形只有在計數(shù)值等于CMPA的時候才會清除，由于計數(shù)值不可能等于CMPA，所以PWM波形將一直都是高電平，即產(chǎn)生100%占空比波形。為什么計數(shù)值到達(dá)不了CMPA時，PWM波形就不會有變換，在EPWM模塊的應(yīng)用手冊中有說，增計數(shù)模式下，當(dāng)CMPA值大于周期值的時候，PWM波形將不會有任何變化;而CMPA值小于等于周期值的時候，PWM波形將隨著CMPA所設(shè)定的變化而改變，這里就解釋了為什么產(chǎn)生100%的占空比的波形CMPA值要大于周期值，而不能大于等于周期值。

　　產(chǎn)生0%的占空比，CMPA值需要等于0。開始計數(shù)時，同時產(chǎn)生兩種事件，計數(shù)值等于0的事件，置位PWM波形;計數(shù)值等于CMPA值的事件，復(fù)位PWM波形。兩種事件同時產(chǎn)生，但是由于計數(shù)值等于CMPA值事件的優(yōu)先級要高，所以開始的時候PWM波形是低電平，而計數(shù)下去，計數(shù)值永遠(yuǎn)都是在0的位置比較，而比較事件的優(yōu)先級要高于CTR=0的事件，所以PWM波形將一直都是低電平。

　　程序如下所示：

　　EPwm1Regs.TBPRD = 600; // 定時器周期601

　　EPwm1Regs.TBPHS.half.TBPHS = 0x0000; // 同步值

　　EPwm1Regs.TBCTR = 0; // 清除定時器計數(shù)

　　EPwm1Regs.TBCTL.bit.CTRMODE = TB_COUNT_UP; // 定時器增減模式

　　EPwm1Regs.TBCTL.bit.PHSEN = TB_DISABLE; // 同步脈沖裝載不使能

　　EPwm1Regs.TBCTL.bit.PRDLD = TB_SHADOW; // 從鏡像裝載

　　EPwm1Regs.TBCTL.bit.SYNCOSEL = TB_SYNC_DISABLE; // 關(guān)閉同步輸出

　　EPwm1Regs.TBCTL.bit.HSPCLKDIV = TB_DIV1; // TB時鐘等于SYSCLK

　　EPwm1Regs.TBCTL.bit.CLKDIV = TB_DIV1;

　　EPwm1Regs.CMPCTL.bit.SHDWAMODE = CC_SHADOW; // 鏡像模式

　　EPwm1Regs.CMPCTL.bit.LOADAMODE = CC_CTR_PRD; // 當(dāng)CTR=prd的時候裝載鏡像數(shù)據(jù)

　　EPwm1Regs.AQCTLA.bit.CAU = AQ_CLEAR; // 增計數(shù)下PWM波形清零

　　EPwm1Regs.AQCTLA.bit.ZRO = AQ_SET; // 等于零的時候置位

　　EPwm1Regs.CMPA.half.CMPA = cnt; // 通過改變cnt的值來產(chǎn)生占空比變換的PWM波形

　　(3)、增減計數(shù)模式

　　占空比0%~100%

　　增減計數(shù)模式主要是用來產(chǎn)生對稱的PWM波形，如果在增計數(shù)模式下，產(chǎn)生占空比0%~100%變換的PWM波形，需要有如下設(shè)置：如果計數(shù)值在增計數(shù)時等于CMPA，置位PWM波形，如果在減計數(shù)時等于CMPA，復(fù)位PWM波形。當(dāng)計數(shù)值等于0的時候，CMPA陰影寄存器中的值賦值到活動寄存器中。CMPA等于0的時候產(chǎn)生占空比為100%的波形，CMPA等于或大于PRD的時候產(chǎn)生占空比為0%的波形。下面將對產(chǎn)生100%和0%的占空比做詳細(xì)的說明。

　　產(chǎn)生100%的占空比，CMPA等于0。計數(shù)值在增計數(shù)方向下，如果等于CMPA，置位PWM波形。開始計數(shù)時，計數(shù)值等于0，產(chǎn)生計數(shù)值等于CMPA事件，置位PWM波形，而且減計數(shù)下最后計數(shù)值等于1，不能和CMPA =0產(chǎn)生比較事件，也就不能清除PWM波形。所以產(chǎn)生100%占空比波形。

　　產(chǎn)生0%的占空比，CMPA等于或大于周期值。當(dāng)然開始計數(shù)時，PWM波形需要是低電平。計數(shù)值等于或大于PRD的時候，PWM波形按照CTR=RPD設(shè)置事件變化，而CTR=PRD沒有設(shè)置事件，所以PWM波形沒有任何變化，依然為低電平，即0%的占空比。

　　占空比0%~50%

　　使用增減計數(shù)模式產(chǎn)生占空比從50%~0%變化的不對稱PWM波形。CMPA陰影寄存器值在計數(shù)值等于周期值的時候賦值到活動CMPA寄存器。在計數(shù)值等于周期值的時候，復(fù)位PWM波形;增計數(shù)下，計數(shù)值和CMPA相等時，置位PWM波形。CMPA值等于0時，產(chǎn)生50%占空比波形，CMPA值等于PRD時，產(chǎn)生0%占空比波形。下面將對產(chǎn)生50%和0%的占空比做詳細(xì)的說明。

　　產(chǎn)生50%占空比，CMPA值等于0。開始計數(shù)為增計數(shù)方向，此時計數(shù)值0等于CMPA寄存器值0，置位PWM波形，繼續(xù)計數(shù)，當(dāng)計數(shù)值等于周期值PRD的時候復(fù)位PWM波形，產(chǎn)生占空比為50%的波形。

　　產(chǎn)生0%占空比，CMPA值等于PRD。開始計數(shù)在0點(diǎn)沒有產(chǎn)生任何的事件，繼續(xù)計數(shù)當(dāng)計數(shù)值等于PRD的時候，根據(jù)EPWM用戶手冊中說到。當(dāng)CMPA值大于或者等于PRD的時候，產(chǎn)生計數(shù)值等于PRD的事件，即為清除PWM波形，PWM波形一直都為低電平，為0%占空比波形。

　　程序例程如下所示：

　　EPwm1Regs.TBPRD = 600; // 定時器周期601

　　EPwm1Regs.TBPHS.half.TBPHS = 0x0000; // 同步值

　　EPwm1Regs.TBCTR = 0; // 清除定時器計數(shù)

　　EPwm1Regs.TBCTL.bit.CTRMODE = TB_COUNT_UPDOWN; // 定時器增減模式

　　EPwm1Regs.TBCTL.bit.PHSEN = TB_DISABLE; // 同步脈沖裝載不使能

　　EPwm1Regs.TBCTL.bit.PRDLD = TB_SHADOW; // 從鏡像裝載

　　EPwm1Regs.TBCTL.bit.SYNCOSEL = TB_SYNC_DISABLE; // 關(guān)閉同步輸出

　　EPwm1Regs.TBCTL.bit.HSPCLKDIV = TB_DIV1; // TB時鐘等于SYSCLK

　　EPwm1Regs.TBCTL.bit.CLKDIV = TB_DIV1;

　　EPwm1Regs.CMPCTL.bit.SHDWAMODE = CC_SHADOW; // 鏡像模式

　　EPwm1Regs.CMPCTL.bit.LOADAMODE = CC_CTR_PRD; // 當(dāng)CTR=prd的時候裝載鏡像數(shù)據(jù)

　　EPwm1Regs.AQCTLA.bit.PRD = AQ_CLEAR; // 計數(shù)值等于PRD時清除PWM

　　EPwm1Regs.AQCTLA.bit.CAU = AQ_SET; // 增計數(shù)下計數(shù)值等于CMPA置位PWM

　　EPwm1Regs.CMPA.half.CMPA = cnt; // 改變cnt的值，產(chǎn)生占空比50%~0%變化的波形

　　賦值方式

　　通過以上的敘述可以知道，CMPA有兩種賦值方式，1、計數(shù)值等于0的時候賦值;2、計數(shù)值等于PRD的時候賦值。兩種不同的賦值方式得到的效果也不同，但是只要掌握了變化要點(diǎn)，就能解釋任何的PWM波形的變化。如果為增減計數(shù)模式下，產(chǎn)生對稱的PWM波形，不同的賦值方式，對CMPA值也有不同的要求。

　　如果CMPA在CTR等于0的時候賦值，那么CMPA的值必須大于或者等于1，否則不可能產(chǎn)生對稱的PWM波形。

　　如果CMPA在CTR等于RPD的時候賦值，那么CMPA的值必須小于或者等于PRD-1，否則不能產(chǎn)生對稱的PWM波形。

　　(4)、總結(jié)

　　由此可見，賦值方式的不同，會得到不同的效果，但是有一點(diǎn)可以理解的，不管什么樣的賦值方式，什么樣的置位復(fù)位模式，都必須要掌握EPWM模塊的特性，如事件優(yōu)先級，對稱不對稱PWM波形的產(chǎn)生方式等，只有這樣才能理解任意的PWM波形產(chǎn)生方法。