DSP PWM 模块原理及使用

DSP 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）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, time-base）

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, Counter-compare）

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, Action-qualifier）

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, dead-band）

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 PWM-chopper）

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, Trip-zone）

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, event-trigger）

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。

http://bbs.eeworld.com.cn/attachment.php?aid=107452&k=1fed5e39aaad837c189f9f101b8b032e&t=1355023060