第七章-TMS320F28335的PWM控制

DSP原理与应用TheTechnology&ApplicationsofDSP北京交通大学电气工程学院郝瑞祥[e-mail]原理与应用2009年12月24日2§7.1F28335的PWM控制每个ePWM模块都支持下列特性:精确的16位时间定时器，可以进行周期和频率控制。两个PWM输出(EPWMxAandEPWMxB)可以用于下面的控制–两个独立的PWM输出进行单边控制–两个独立的PWM输出进行双边对称控制–一个独立的PWM输出进行双边非对称控制与其它ePWM模块有关的可编程超前和滞后相控。在一个循环基础上的硬件锁定（同步）相位关系。独立的上升沿和下降沿死区延时控制可编程控制故障区（tripzone）用于故障时的周期循环控制（trip）和单次（one-shot）控制.一个控制条件可以使PWM输出强制为高，低，或高阻逻辑电平.所有事件都可以触发CPU中断，启动ADC开始转换。可编程事件有效降低了在中断时CPU的负担。PWM高频载波信号对于脉冲变压器门极驱动非常有用。DSP原理与应用2009年12月24日3多个ePWM模块结构框图DSP原理与应用2009年12月24日4ePWM模块的子模块和信号连接模块相关信号说明如下：DSP原理与应用2009年12月24日5PWM输出信号(EPWMxAandEPWMxB)(x=1…6)通过IO引脚输出PWM信号.Trip-zone信号(TZ1toTZ6).这些输入信号警告ePWM模块有外部故障发生。设备的每个模块都可以配置成使用或者忽略任何故障区信号（Trip-zone）。这些信号可以设置为通用IO外设的异步输入。基于时间的同步输入信号(EPWMxSYNCI)和输出(EPWMxSYNCO)信号.同步信号雏菊花形将ePWM模块连接在一起。每个模块可以配置成使用或忽略其同步输入信号。产生到引脚的时钟同步输入和输出信号只能是ePWM1(ePWMmodule#1)。ePWM1的同步输出信号EPWM1SYNCO也连接到第一个增强捕获单元eCAP1模块的SYNCI.ADCstart-of-conversionsignals(EPWMxSOCAandEPWMxSOCB).每个ePWM模块有两个ADC开始转换信号（每个ADC转换序列一个）任何ePWM模块都可触发任何一个序列。哪个事件触发ADC开始转换,可以在事件触发子模块中可以设计。外设总线（PeripheralBus）外设总线是32-bits宽，允许16-bit和32-bit方式写入ePWM寄存器文件。DSP原理与应用2009年12月24日6ePWM模块相关寄存器DSP原理与应用2009年12月24日7DSP原理与应用2009年12月24日8§7.1.1ePWM主要子模块配置参数说明一、时基Time-base(TB)标定与系统时钟（SYSCLKOUT）有关的时基时钟，配置PWM时基计数器（TBCTR）的频率或周期.设置时基计数器的下列参数:–计数增模式:用于非对称PWM–计数器减模式:用于非对称PWM–计数增-减模式:用于对称PWM配置与另一个ePWM模块的时基相位关系.通过硬件或软件同步不同模块之间的时基定时器在同步事件之后配置时基计数器的方向（增或减）配置仿真器（emulator）终止DSP时时基计数器的行为.指定ePWM模块同步输出源:–同步输入信号–时基计数器等于零–时基计数器等于计数器比较器B(CMPB)–无输出同步信号产生DSP原理与应用2009年12月24日9二计数器比较（Counter-compare，CC)。指定输出EPWMxA或EPWMxB的PWM占空比指定EPWMxAorEPWMxB何时开关动作三动作限定器（Action-qualifier，AQ)。指定当时基或计数比较子模块事件发生时动作类型:–无任何动作–输出EPWMxA或EPWMxB开关为高–输出EPWMxA或EPWMxB开关为低–输出EPWMxA或EPWMxB跳变通过软件强制PWM输出状态通过软件配置和控制PWM的死区（dead-band）四死区（Dead-band，DB)。控制传统的高低开关互补死区关系指定输出上升沿延时值指定输出下降沿延时值完全旁路死区模块，这种情况下PWM波形无任何改变通过DSP原理与应用2009年12月24日10五PWM载波（PWM-chopper，PC)创建载波频率.载波脉冲列内第一个脉冲的脉宽第二个和后续的脉冲占空比完全旁路PWM载波模块，这种情况下，PWM波形无任何改变通过六故障区（Trip-zone，TZ)。配置ePWM模块响应一个trip-zone信号，所有的trip-zone信号或者忽略trip-zone引脚信号。指定当故障发生时的下列故障控制动作（tripaction）:–强制EPWMxA和EPWMxB为高–强制EPWMxA和EPWMxB为低–强制EPWMxA和EPWMxB为高阻态–配置EPWMxA和EPWMxB忽略任何故障控制（trip）动作条件配置ePWM如何响应每个故障控制（trip-zone）引脚:–一次–周期循环使能故障控制（trip-zone）起止中断完全旁路故障控制模块（trip-zonemodule）DSP原理与应用2009年12月24日11§7.1.2计算PWM周期和频率PWM事件频率由时基周期寄存器TBPRD和时基计数器模式决定。下图给出在时基计数器增模式，减模式和增减模式下PWM周期Tpwm和频率Fpwm关系。周期设置为4(TBPRD=4).每一步增加时间由时基时钟TBCLK决定，时基时钟由系统时钟SYSCLKOUT标定。（1）Up-Down-CountMode:在增减模式下，时基计数器从零开始，增加直到达到周期值(TBPRD),然后开始减小直到达到零。这样计数器重复模式，开始增加。（2）Up-CountMode:在增计数模式，时基计数器从零开始增加，直到达到周期寄存器值(TBPRD)。然后时基计数器复位到零，再次开始增加。（3）Down-CountMode:在减模式，时基计数器开始从周期值(TBPRD)开始减小，直到达到零。当达到零时，时基计数器复位到周期值，再次开始增计数。DSP原理与应用2009年12月24日12时基频率和周期DSP原理与应用2009年12月24日13§7.1.3时基周期影像寄存器激活寄存器（ActiveRegister）激活寄存器控制硬件，负责硬件动作发生（cause）或唤醒(invoke)影像寄存器（ShadowRegister）影像寄存器为激活寄存器缓冲或提供临时保存位置。对硬件没有直接的控制。在特定时刻影像寄存器内容转移到激活寄存器。这样阻止由于寄存器被软件移步修改造成的冲突或错误。时基周期寄存器影像模式:当TBCTL[PRDLD]=0时，TBPRD影像寄存器使能。当读和写TBPRD寄存器，在时基寄计数器为零时(TBCTR=0x0000)，影像寄存器内容转移到激活寄存器(TBPRD(Active)TBPRD(shadow))。默认TBPRD影像寄存器处于使能状态。时基周期立即装入模式:如果(TBCTL[PRDLD]=1)则立即装入模式选择,则读写TBPRD寄存器直接改变激活寄存器。DSP原理与应用2009年12月24日14§7.1.4时基计数器同步每个ePWM模块都有一个同步输入(EPWMxSYNCI)和一个同步输出(EPWMxSYNCO).第一个ePWM1的同步输入来自外部引脚。每个ePWM模块可以设置成使用或忽略同步脉冲输入。如果TBCTL[PHSEN]位置位，则当具备下列条件之一时，ePWM模块的时基计数器将自动装入相位寄存器(TBPHS)的内容。同步输入脉冲EPWMxSYNCI：当检测到输入同步脉冲时,相位寄存器值装入计数寄存器(TBPHS－TBCNT).这种操作发生在下一个有效时基时钟沿软件强制同步脉冲:向TBCTL[SWFSYNC]控制位写1产生一个软件强制同步。该脉冲与同步输入信号是或关系，因此与在EPWMxSYNCI上的脉冲具有同样的效果。下图给出了ePWM模块的可能的同步连接。DSP原理与应用2009年12月24日15同步连接模式1同步连接模式2DSP原理与应用2009年12月24日16§7.1.5多个ePWM模块时基时钟锁相TBCLKSYNC位可以用于全局同步所有ePWM模块的时基时钟。当TBCLKSYNC=0时,所有的ePWM模块时基时钟停止（默认状态）。当TBCLKSYNC=1时,在TBCLK信号的上升沿所有的ePWM时基时钟模块开始。为了精确同步TBCLK，TBCTL的比例因子位必须设置相同。正确的ePWM时钟使能过程如下：1.分别使能各个ePWM模块时钟。2.设置TBCLKSYNC=0。停止所有的ePWM模块的时基。3.配置比例因子值（prescaler）和期望的ePWM模块。4.设置TBCLKSYNC=1.DSP原理与应用2009年12月24日17时基上升计数模式波形DSP原理与应用2009年12月24日18时基下降计数模式波形DSP原理与应用2009年12月24日19时基增减计数模式，TBCTL[PHSDIR=0]减计数同步事件DSP原理与应用2009年12月24日20时基增减计数，TBCTL[PHSDIR=1]在同步事件到达时增计数DSP原理与应用2009年12月24日21§7.1.6计数器比较子模块DSP原理与应用2009年12月24日22计数器比较操作说明：计数比较子模块用于产生两个独立的比较事件基或两个比较寄存器1.CTR=CMPA:时基计数器等于计数比较A寄存器（TBCTR=CMPA）2.CTR=CMPB:时基计数器等于计数比较B寄存器（TBCTR=CMPB）对于增计数或减计数模式，每个周期每个事件仅发生一次。对于增减模式，如果比较值位于0－TBPRD之间，每个周期每个事件发生两次。DSP原理与应用2009年12月24日23增计数模式下的事件比较波形DSP原理与应用2009年12月24日24在减计数模式式下的事件比较波形DSP原理与应用2009年12月24日25DSP原理与应用2009年12月24日26DSP原理与应用2009年12月24日27§7.1.7动作限定子模块动作限定子模块在波形构造过程中和PWM产生中具有重要作用。他决定哪个事件转换成各种动作类型，从而在EPWMxA和EPWMxB输出要求的波形。动作限定子模块具有以下作用：（1）限定和产生动作（置位、清除、反转）:–CTR=PRD:时基计数器等于周期(TBCTR=TBPRD).–CTR=Zero:时基计数器等于零(TBCTR=0x0000)–CTR=CMPA:时基计数器等于比较计数器A(TBCTR=CMPA)–CTR=CMPB:时基计数器等于比较计数器B(TBCTR=CMPB)（2）当这些事件同时发生时，管理优先级。（3）当时基计数器增计数和减计数时提供独立的事件控制。DSP原理与应用2009年12月24日28动作控制子模块框图DSP原理与应用2009年12月24日29EPWM的几种可能输出模式DSP原理与应用2009年12月24日30DSP原理与应用2009年12月24日31DSP原理与应用2009年12月24日32DSP原理与应用2009年12月24日33DSP原理与应用2009年12月24日34DSP原理与应用2009年12月24日35DSP原理与应用2009年12月24日36DSP原理与应用2009年12月24日37§7.1.8死区产生子模块死区子模块有两组独立的选项设置输入源选择（InputSourceSelection）:死区模块的输入信号是来自动作控制的输出信号EPWMxA和EPWMxB。使用DBCTL[IN_MODE)控制位可以选择每个延时的信号源，上升沿或下降沿：–EPWMxA该信号源上升沿和下降沿延时，这种模式是默认模式。–EPWMxA该信号源下降沿延时,EPWMxB在上升沿延时–EPWMxA在上升沿延时，EPWMxB在下降沿延时–EPWMxB上升沿和下降沿延时输出模式控制（Outpu