请问谁能解释下PIC单片机10位PWM与8位计数寄存器的关系？

只看该作者 · 2021-7-30 17:48

请问谁能解释一下PIC单片机10位PWM与8位计数寄存器的关系？

大家好，我在使用 PIC18F27Q10 的 PWM4 与 TIM2 计数器时，看了好几个不同型号的 PIC 手册，它们都讲述了【脉宽调制 PWM】（不是捕捉/比较/PWM 模块）

其中，PWM的比较匹配寄存器（设置占空比）是 H 和 L 组成 10 位，但是，计数寄存器 T2_TMR 却是 8 位的，而且周期寄存器 T2_PR 也是 8 位的

比如说，设置 PR=123，那么 TMR 计数到 123+1 时就会清零重新计数，而 TMR 的后分频器会 ++1 ，这样说来，这时候的 TMR 要么是8位的，要么就是逢 124 进 1 的相当于大于8位的寄存器

这时候，上面的 10 位比较寄存器 H 和 L 怎样和这个 TMR 比较呢？

就是说， PWM 的频率怎样计数？占空比怎样计数？

备注，如果按8位，就很好计算，频率 = 计数时钟 / （计数周期值+1）

只看该作者 · 2021-7-30 17:58

本帖最后由 panxiaoyi 于 2021-7-30 19:46 编辑

单纯请教不好意思，发个小例子，独立按键处理例子，包括长按、短按，按键防抖动

只看该作者 · 2021-7-30 18:03

本帖最后由 panxiaoyi 于 2021-7-30 19:58 编辑

下面是我编写的最简单的PWM例子，我就很困惑，寄存器 H 和 L 怎样和 T2PR 比较？

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#include "Configuration.h"

#include <xc.h>



void TIM2_Init(void)

{

    T2PR=200;

    T2CLKCON = 1;                            //时钟选择Fosc/4

    T2CON = 0xF0;                            //对输入时钟进行128分频，启动T2

}



void PWM3_PulseWidth(unsigned short width)  //脉冲宽度调整函数

{

    unsigned short temp = width;

    unsigned char* p;

    temp<<=6;

    p=&temp;

    PWM3DCH = *(p+1);

    PWM3DCL = *p;;

}



void PWM3_Init(void)

{

    RC5PPS = 0x07;                            //PWM3输出映射到端口

    TRISC &= !(1<<5);                         //IO口输出PWM

    PWM3_PulseWidth(0);                       //3设置脉冲宽度

    PWM3CON = 0x80;                           //启动PWM



    TIM2_Init();

}



void main(void) 

{

    PWM3_Init();

    PWM3_PulseWidth(570);

    while(1);

    return;

}

只看该作者 · 2021-7-30 22:22

本帖最后由 panxiaoyi 于 2021-8-2 21:00 编辑

自己回复的，没用，后面已经更新

只看该作者 · 2021-7-30 22:31

本帖最后由 panxiaoyi 于 2021-8-2 21:01 编辑

自己回复的，没用，后面已经更新，但是上面的代码是正确的

1万 · 2021-7-31 15:13

虽然我不是很明白，但是路过了就帮忙楼主顶贴一下，希望楼主问题早日解决。

只看该作者 · 2021-7-31 16:56

上面说的比较模糊，但是代码是可以正常运行的，下面是我的理解：

00：假设单片机是 PIC18F27Q10，使用 PWM3。
01：默认使用 8 位计数器 T2 ，计数寄存器 T2TMR 在时钟脉冲的输入下不断 +1，最大值等于周期寄存器 T2PR 的值。
02：当 T2TMR 达到最大值后，再来壹个计数时钟，则 T2TMR 清零，同时后分频计数器 +1，请注意，后分频计数器是隐藏的。
03：隐藏的后分频计数器不断与 OUTPS ( 后分频设置 ) 的值比较，当相等时，中断标记置位，这时隐藏的后分频计数器是否会清零还有待考证
04：PWM3 的占空比寄存器由 PWM3DCH 和 PWM3DCL 组成，简称 HL 。
05：假设用户的占空比输入数是 u16 A=123，则先将 A 的值左移 6 位，即数据左对齐，然后再把这个数值赋值给占空比寄存器 HL 。
06：重点，用户输入的占空比最大值是 1023，即 10Bit ，那它怎样和上面 8 位的 T2 计数器比较从而改变 PWM 的占空比或者频率呢。
07：答案就是，这个 PWM 很奇葩，PWM 脉宽占空比 = A /（（ T2PR + 1 ）* 4 ），其中 4 是常数。PWM 频率 = T2时钟 / T2PR
08：在上面的式子 A /（（ T2PR + 1 ）* 4 ）中，由于分子是可以连续变化的用户输入值，而分母是壹个能被4整除的数。
09：如果用户输入占空比 A=120 或 121、122、123，由于只有120能被4整除，因此，这 4 个数的占空比是否相同？这还有待考证
10：在 T2TMR 由最大值变成清零时，PWM 默认输出高电平，在（（ T2TMR + 1 ）* 4 ）达到占空比 A 时，PWM默认输出零电平
11：在首个 PWM 运行周期时，即 T2TMR 由 0 增加到最大值时，PWM3 没有输出。

希望有经验的人能帮我指正一下，谢谢

只看该作者 · 2021-7-31 17:11

由于没有示波器，而 PICkit3 下载这个 128K 的单片机速度奇慢，仿真也很慢，比如，单步仿真，考证 T2TMR 计数与其它设置的关系，每考证一个东西都要等待一个漫长的时间

只看该作者 · 2021-7-31 18:30

经仿真测试，上面的第 3 条已经证实，中断标记置位，这时隐藏的后分频计数器会清零
但是第 9 条就真的不知道要用什么方法去验证了

只看该作者 · 2021-7-31 18:37

更正一下，第 7 条，应该是： PWM 频率 = T2时钟 / （ T2PR + 1 ），其中，T2PR 的最大值是 255

只看该作者 · 2021-8-2 20:57

总算理解了，总结如下：

【 PIC单片机10位PWM脉宽调制学习总结】

00：假设单片机是 PIC18F27Q10，使用 PWM3。默认使用 8 位计数器 T2 。

01：计数寄存器 T2TMR 在时钟脉冲的输入下不断 +1，最大值 = 周期寄存器 T2PR 的值，封顶是 255 。

02：当 T2TMR 达到最大值后，再来壹个计数时钟，则 T2TMR 清零，同时隐藏的后分频计数器 +1。

03：隐藏的后分频计数器 = OUTPS ( 后分频设置 ) 的值时，中断标记置位，再下个时钟所有计数器清零。

04：PWM3 的占空比寄存器由 PWM3DCH 和 PWM3DCL 组成，简称 HL 。

05：设占空比输入数是 A=570，则先将 A 的值左移 6 位，变成 A=2280，然后再把这个数赋值给占空比寄存器 HL 。

06：PWM 频率 = 分频后的T2时钟 /（ T2PR + 1 ）。

07：在 T2TMR 由最大值变成清零后，再来一个时钟，PWM 默认输出高电平。

08：在 T2 计数值 = 占空比 A=570 时，PWM 默认由高电平变为零电平，这个 T2 计数值请看下面详解。

19：在首个 PWM 运行周期时，即 T2TMR 由 0 增加到最大值时，PWM3 没有输出。

10：内部时钟选择 Fosc/4 和 MFINTOSC（31 kHz）都可以。选择 Fosc 、HFINTOSC 、LFINTOSC 则 PWM 异常

下面的是重点，PWM 输出占空比与 T2计数值可以这样理解：

首先，我们把 T2计数值看成是这样的： B7_B6_B5_B4_B3_B2_B1_B0_b1_b0 ，即高 8 位 + 低 2 位组成10位。

其中高 8 位可以理解成 T2TMR ，低 2 位可以理解成是隐藏的计数。

然后，它们是这样计数的：B7_B6_B5_B4_B3_B2_B1_B0_b1_b0 <—— 时钟从这个小写的 b0 开始输入计数。

假设我们看到的 T2MR 计数到 123，事实上是 123左移2位后 = 492，然后 492 再 + 0 或者 1 或者 2 或者 3

这样，我们就得到了一个最大可以是10位的计数，我们把它叫做真值。

最后，这个真值就可以和用户输入的A值进行比较了，当它们相对时，PWM默认由高电平变成低电平

请注意，占空比 A 的值不能大于（（ T2PR + 1 ）* 4 ）。最大1023

设：内部震荡时钟=64MHz，预分频=128，周期值T2PR=200，用户输入占空比=570

如果T2输入时钟 =（Fosc/4）时钟 = 64000000/4=16MHz

则：PWM频率 = 16000000 /（（200+1 ） * 128 ）= 622 Hz

如果T2输入时钟 = MFINTOSC（31 kHz），则

则：PWM频率 = 31000 /（（200+1 ） * 128 ）= 1.2 Hz

脉宽占空比 = 570 /（（ 200+1 ）* 4 ）= 71 % （此时T2计数到0b10001110_10后PWM电平翻转）

其中我们仿真时可以看到 T2TMR 的 8 位值是 0b10001110，后面的两位 10 是“隐藏的”

只看该作者 · 2021-8-2 21:05

以前用AVR或者51，还有刚刚学的32位机，都没有遇到过这种奇葩的设计，这个问题烧了我几天的脑，^_^

只看该作者 · 2021-8-3 10:27

感谢楼主的详细分析。从datasheet看，T2的时钟只能是 FOSC/4.
It is required to have FOSC/4 as the selected clock input to the timer for correct PWM operation.

只看该作者 · 2021-8-4 22:05

刚刚使用MCC试看了一下，生成如下代码

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 void PWM3_LoadDutyValue(uint16_t dutyValue)

 {

     // Writing to 8 MSBs of PWM duty cycle in PWMDCH register

     PWM3DCH = (dutyValue & 0x03FC)>>2;

     

     // Writing to 2 LSBs of PWM duty cycle in PWMDCL register

     PWM3DCL = (dutyValue & 0x0003)<<6;

 }

请问，上面的这些代码是不是不够严谨？16位赋值给8位可以理解，但是还要先运算再赋值，如果不是官方的例程，我还真的有点担心
还有，请问下面的语句运行速度是否会比上面的快？功能是一样的

复制

void PWM3_PulseWidth(unsigned short width)                                    //脉冲占空比宽度调整函数（宽度值）

{

    unsigned short* p16;

    unsigned char* p;

    

    width*=64;                                                                  //相当于左移6位，PIC18有硬件乘法

    p16=&width;

    p=p16;

    PWM3DCH = *(p+1);

    PWM3DCL = *p;

}

只看该作者 · 2021-8-11 15:29

主要是比较哪方面呢

只看该作者 · 2021-8-13 13:07

如何定义代码是不是严谨呢

只看该作者 · 2021-8-13 13:08

可以自己写一个测试程序慢慢比对

1万 · 2021-8-13 13:09

我自己也有些糊涂了

只看该作者 · 2021-8-13 13:11

最后规整的非常到位啊

请问谁能解释下PIC单片机10位PWM与8位计数寄存器的关系？

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