PWM---Pulse Width Modulation---脈寬調制,簡(jiǎn)單的描述就是一些矩形脈沖波形,PWM波形最重要的三個(gè)參數是周期、頻率和占空比。PWM是利用微處理器的數字輸出來(lái)對模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù),廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。
PWM波形圖

EVA的兩個(gè)通用定時(shí)器能夠產(chǎn)生2路獨立的PWM波形—T1PWM和T2PWM,三個(gè)比較單元每一個(gè)都能產(chǎn)生一對互補的PWM波形,比較單元1產(chǎn)生PWM1和PWM2,比較單元2產(chǎn)生PWM3和PWM4,比較單元3產(chǎn)生PWM5和PWM6。這樣,EVA一共能產(chǎn)生8路PWM波形。
通用定時(shí)器產(chǎn)生的PWM波
T1和T2分別能夠產(chǎn)生1路獨立的PWM,以T1為例。當T1計數寄存器T1CNT的值和T1CMPR的值相等時(shí),就會(huì )發(fā)生比較匹配事件,這時(shí)如果PWM的功能使能,則T1PWM引腳便可以輸出PWM波形。T1能夠產(chǎn)生兩種類(lèi)型的PWM,一種是不對稱(chēng)的PWM波形,一種是對稱(chēng)的PWM波形,取決于T1CNT的計數方式。
(1)當T1CNT為連續增計數時(shí) ----- 不對稱(chēng)的PWM波形。

定時(shí)器T1工作于連續增模式。當T1CNT的值計數到和T1CMPR的值相等時(shí),發(fā)生比較匹配事件。如果T1CON的第1位定時(shí)器比較使能為T(mén)ECMPR為1,即定時(shí)器比較操作被使能,且GPTCONA的第6位比較輸出使能位TCMPOE為1,同時(shí)GPTCONA下的T1PIN引腳輸出極性為高電平或者低電平的話(huà),T1PWM就會(huì )輸出不對稱(chēng)的PWM波形
T1連續增模式,定時(shí)器的周期T=(T1PR+1)*tc,其中tc為T(mén)1CNT每計數1次所需的時(shí)間
TCLK為定時(shí)器時(shí)鐘頻率。分頻系數決定

T1PWM的占空比要分GPTCONA中T1PIN的輸出極性,
當T1PIN為高電平有效時(shí),則占空比為:

當T1PIN為低電平有效時(shí),PWM波形的占空比為:

2)當T1CNT為連續增/減計數時(shí) ----- 對稱(chēng)的PWM波形。

當定時(shí)器T1工作于連續增/減計數模式。當T1CNT的值計數到和T1CMPR的值相等時(shí),發(fā)生比較匹配事件。如果T1CON的第1位定時(shí)器比較使能為T(mén)ECMPR為1,即定時(shí)器比較操作被使能,且GPTCONA的第6位比較輸出使能位TCMPOE為1,同時(shí)GPTCONA下的T1PIN引腳輸出極性為高電平或者低電平的話(huà),T1PWM就會(huì )輸出對稱(chēng)的PWM波形。
當T1工作于連續增/減計數模式時(shí),T1CNT一個(gè)周期T=(2*T1PR)*tc,其中tc是T1CNT計一次數所花的時(shí)間,

T1PWM的占空比要分GPTCONA中T1PIN的輸出極性,
當T1PIN為高電平有效時(shí),則占空比為:
當T1PIN為低電平有效時(shí),PWM波形的占空比為:
(3)比較單元產(chǎn)生的可帶有死區的PWM波形
2812的EV還為我們提供了3個(gè)全比較單元,分別是比較單元1,比較單元2和比較單元3。這3個(gè)全比較單元每一個(gè)都能產(chǎn)生一對互補的PWM波形,也可以通過(guò)相應的寄存器設置死區時(shí)間。這樣,使得EVA和EVB都有能力去驅動(dòng)一個(gè)三相全橋電路。

三相全橋電路 橋理想驅動(dòng)波形


該電路由6個(gè)開(kāi)關(guān)管組成,上下兩個(gè)開(kāi)關(guān)管組成1個(gè)橋壁。任何一個(gè)開(kāi)關(guān)管在輸入的PWM波形處于高電平時(shí)導通,處于低電平時(shí)關(guān)斷。同一橋壁上的上下兩個(gè)開(kāi)關(guān)管不能同時(shí)導通,因為如果同時(shí)導通,電源和地就會(huì )短接,也就是會(huì )發(fā)生短路。因此,PHa1和PHa2,PHb1和PHb2,PHc1和PHc2必須都是互補的,
以PHa1和PHa2為例,理想情況下當PHa1為高電平時(shí),PHa2為低電平;當PHa1為低電平時(shí),PHa2為高電平PHa1為高電平時(shí)Q1導通,此時(shí)PHa2為低電平,Q2關(guān)閉,當PHa1從高電平轉變?yōu)榈碗娖綍r(shí),Q1由導通變?yōu)殛P(guān)斷,而此時(shí)Q2由關(guān)斷變?yōu)閷?,?shí)際上開(kāi)關(guān)管從導通轉為關(guān)斷的時(shí)候,總會(huì )有延時(shí),這樣,就會(huì )有一小段時(shí)間里面其實(shí)Q1和Q2都處于導通狀態(tài),這樣是非常危險的。為了解決這個(gè)問(wèn)題,我們通常要求上下管輸出的驅動(dòng)波形要具有一定的死區時(shí)間,上下橋壁中任何一個(gè)開(kāi)關(guān)管從關(guān)斷到導通都要經(jīng)過(guò)1個(gè)死區時(shí)間的延時(shí)
帶死區PWM波形

比較單元產(chǎn)生PWM的波形和定時(shí)器通過(guò)比較功能產(chǎn)生PWM波形的原理是類(lèi)似的。只不過(guò)定時(shí)器中的比較寄存器T1CMPR,變成了比較單元的比較寄存器CMPR1。三個(gè)比較單元都是類(lèi)似的,以比較單元1為例。比較單元產(chǎn)生PWM時(shí),所相關(guān)的寄存器有T1PR,T1CNT,CMPR1,比較控制寄存器COMCONA和比較行為控制寄存器ACTRA。
比較單元的時(shí)基是由T1來(lái)提供的,因此我們用到的是T1PR和T1CNT,當T1CNT中的值和CMPR1中的值相等時(shí),就發(fā)生了比較匹配。這時(shí)候,如果COMCONA的CENABLE為1,即比較操作被使能,FCMPOE為1,比較輸出時(shí)各路PWM波形都由相應的比較邏輯來(lái)驅動(dòng),同時(shí)如果ACTRA中CMP1和CMP2的極性為低電平或者高電平有效的時(shí)候,就會(huì )產(chǎn)生兩路互補的PWM波形,PWM1和PWM2。 和T1產(chǎn)生PWM一樣,當T1工作于連續增計數模式時(shí),比較單元1輸出不對稱(chēng)的PWM波形,而當T1工作于連續增減計數模式時(shí),比較單元1輸出對稱(chēng)的PWM波形。
死區單元的模塊圖(x=1,2,3)


當比較單元的比較操作被使能,就會(huì )產(chǎn)生波形PHx。PHx經(jīng)過(guò)死區單元,就會(huì )輸出兩路互補的帶有死區的PWM波形DTPHx和DTPHx_。PHx、DTPHx、DTPHx_之間的關(guān)系,如果沒(méi)有死區,那么DTPHx和DTPHx_應該是完全互補的。DTPHx的導通時(shí)刻是在PHx的基礎上延時(shí)了1個(gè)死區時(shí)間,而關(guān)閉時(shí)刻未變。DTPHx_是在PHx取反的基礎上,也將導通時(shí)間延遲了1個(gè)死區時(shí)間,而關(guān)斷的時(shí)間沒(méi)有發(fā)生改變。
死區時(shí)間的控制,死區控制寄存器DBTCONx的[11~8]死區定時(shí)器周期和DBTCON的[4~2]位死區定時(shí)器預定標因子。如果死區定時(shí)器周期為m,死區定時(shí)器預定標因子x/p,則死區的值就為(p*m)個(gè)CPU時(shí)鐘周期。
比較單元1產(chǎn)生的不對稱(chēng)PWM波形---帶死區

比較單元2產(chǎn)生的對稱(chēng)PWM波形---帶死區

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