TMS320F28027的PWM模块

2万 · 2019-6-25 23:06

28027包含PWM1，PWM2，PWM3，PWM4四个PWM模块，所有的PWM模块的寄存器结构都一样，唯一的区别就是同步时的操作顺序不一样。
PWM模块可以分为时基(Timer base)，计数器比较(Counter Compare)，PWM波形发生器(Action Qualifer)，死区设置（Dead Band），高频PWM斩波（PWM chopper），错误处理（Trip Zone），事件触发及中断（Event Trigger and Interrupt）等子模块组成，基本框图如下。

下面按照文档SPRUGE9E的顺序逐个来看这些子模块：
1. 时间基准
这个模块的作用就是产生三个信号，
CTR=PRD 计数寄存器的值等于周期寄存器时，产生的脉冲序列
CTR=0 计数寄存器的值等于0时，产生的脉冲序列
CTR-DIR 表示计数方向，计数器向上计数时常为1；向下计数时常为0，向上计数到Period后向下到0（up-down）则为1-0交替。
另外这个模块能接受上个PWM模块发来的同步信号，并向下一个PWM模块发送同步信号。

TBCTL设置项如下：
计数模式（up，down，up-down）,
同步使能（收到同步信号时是否加载相位寄存器的值到计数寄存器），
周期寄存器的操作方式（直接读写或先写入 shadow寄存器然后在某时刻加载到周期寄存器）
同步信号输出触发方式
软件同步
分频系数（设置PWM模块的时钟频率）
同步后计数方向设置（在up-down计数模式时，设置同步后的计数方向，其他模式下，该设置无效）
仿真时PWM计数设置
TBSTS PWM状态寄存器
TBPHS  相位寄存器（仅在同步时用到）
TBCTR  计数寄存器
TBPRD  周期寄存器
其他寄存器在高分辨率的PWM时才用到，现在先不管
PWM模块同步可以理解为多个周期相等的PWM模块发出PWM信号时，计数器的值相等或保持固定的差值。这个在做空间矢量电压时很重要。
28027的同步过程如下图:

PWM1可以接受外部的同步信号，然后发出一个同步信号给PWM2，同样PWM2生成一个同步信号给PWM3 。。。
只有PWM1可以接受外部的同步信号（引脚名 EPWM1SYNCI），其他PWM模块可以接受上一个模块的同步信号。
每个PWM模块都能发出同步信号给下一个模块，具体设置在TBCTL寄存器（SYNCOSEL）。（00 - 输入同步信号触发； 01- CTR=0 触发； 10 -CTRCMPB 触发；11- 禁止发出同步信号）

时间基准模块有几个设置实例的时序图，这里选了一个。其中在PWM模块收到同步信号时，计数寄存器将加载相位寄存器的值。
2. 计数比较模块
这个模块的作用就是将比较寄存器CMPA，CMPB的值与前面的计数寄存器TBCTR 进行比较，生成CTR=CMPA和CTR=CMPB两个脉冲序列信号。

这个模块的相关寄存器如下

CMPCTL 可以设置CMPA，CMPB的从shadow加载
CMPA，CPMB 16位数值寄存器
3. PWM波形发生器（Action Qualifier）
该模块产生两路PWM波：PWMA，PWMB。
前面生成的 CTR=CMPA, CTR=CMPB CTR=PRD,CTR=0,来决定PWMA和PWMB，什么时候是1，什么时候是0，或者什么时候翻转

相关寄存器如下：

AQCTLA  设置PWMA在 CTR=CMPA（上升沿，下降沿）, CTR=CMPB（上升沿，下降沿）， CTR=PRD,CTR=0时分别进行什么操作（清0；置1；翻转或 Do nothing）
AQCTLB  设置PWMB在 CTR=CMPA（上升沿，下降沿）, CTR=CMPB（上升沿，下降沿）， CTR=PRD,CTR=0时分别进行什么操作（清0；置1；翻转或 Do nothing）
AQSFRC  设置单次软件触发，以及软件触发对 PWMA PWMB的影响。
AQCSFRC  连续软件触发对PWMA PWMB的影响。（编者注：不知道连续软件触发是怎么产生的，单次软件触发可以在AQSFRC里面设置。）

2万 · 2019-6-25 23:07

4. 死区设置
设置死区，可以方便地生成两路互补或一样的PWM波形。

相关寄存如下图
DBCTL设置上图中的六个开关，在s0，s1都为0时，死区设置无效；s0,s1 = 1,1，s4，s5=0,0，则EPWMxB无效，可以由EPWMxA生成两路一样或互补的PWM。
DBRED，DBFED设置上升沿和下降沿的滞后时间。

5. PWM斩波
斩波部分只有一个控制寄存器，就不多说，反正我用不到，也不知道哪里会需要用到这个。
大致的功能如下图，将输入的PWM波形的与高频信号PCLK（接近于时间频率，该信号的占空比可在（[1,7]/8）范围内调整）叠加。

6.错误处理（Trip-zone）
按照文档上的说明，这个模块是根据TZ1-6信号（可以是外部信号，也可以在内部产生）来控制PWM的行为。可以用来做过流保护，电流限制等等

TZSEL 选择TZ信号（DCAEVT1/2, DCBEVT1/2 , TZ1-6）（One shot 和 cycle by cycle两种模式）
TZDCTL 设置TZ信号对应的操作（置1，清零，高阻，Do nothing）
TZDCSEL 设置产生数字比较器事件的条件
TZEINT 对应信号的中断使能
TZ** TZ 触发标志
TZCLR TZ触发标志清零
TZFRC 软件触发TZ事件
7.事件触发（Event-Trigger）
事件触发模块产生 EPWMxINT EPWMxSOCA EPWMxSOCB 三个信号，可以用来触发AD转换