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PWM发生器和捕捉定时器(PWM)

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zhuomuniao110|  楼主 | 2020-3-9 22:01 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
M051系列有2个PWM组,共有4组PWM发生器,可配置成8个独立的PWM输出, PWM0~PWM7, 或者4个互补的PWM对, (PWM0, PWM1), (PWM2, PWM3), (PWM4, PWM5) 和(PWM6, PWM7) ,带4个可编程的死区发生器.
每组PWM发生器带有8位预分频器,一个时钟分频器提供5种分频(1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16), 两个PWM定时器包括2个时钟选择器,两个16位PWM计数器用于PWM周期控制,两个16位比较器用于PWM占空比控制以及一个死区发生器。4组PWM发生器提供8个独立的PWM中断标志,当相应的PWM周期向下计数器达到零时这些中断标志由硬件置位。每个PWM中断源和它相应的中断使能位可以导致PWM发生中断。PWM发生器可以配置为单触发模式产生仅仅一个PWM周期或自动重载模式连续输出PWM波形。
当DZEN01(PC[4].)置位, PWM0 与PWM1实现互补的PWM对功能,这一对PWM的周期,占空比和死区时间由PWM0定时器和死区发生器0决定。同样,PWM互补对(PWM2, PWM3),(PWM4, PWM5) 与(PWM6, PWM7) 分别由PWM2,PWM4 与PWM6 的定时器和死区发生器2,4,6控制,PWM定时器架构请参考下图。
为防止PWM输出不稳定波形,16位向下计数器和16位比较器采用双缓存。当用户向计数器/比较器寄存器写入值的时候,只有当向下计数器的值达到0时,被更新的值才会被装载到16位计数器/比较器。该双缓冲特性避免PWM输出波形上产生毛刺。
当16位向下计数器达到0时,中断请求产生。如果PWM定时器被配置为自动重装载模式,当向下计数器达到0时,会自动重新装载PWM计数器寄存器(CNRx)的值,并开始递减计数,如此连续重复。如果定时器设为单触发模式,当向下计数器达到0时,向下计数器停止计数,并产生一个中断请求。
PWM计数器比较器的值(CMRx)用于高电平脉冲宽度调制,当向下计数器的值与比较寄存器的值相同时,计数器控制逻辑反转输出为高电平。
PWM定时器可复用为数字输入捕捉功能。如果捕捉功能使能,PWM的输出引脚将被切换至捕捉输入模式。捕捉器0和PWM0使用同一个定时器,捕捉器1和PWM1使用另一组定时器,以此类推。因此在使用捕捉功能之前,用户必须预先配置PMW定时器。捕捉功能使能后,捕捉器在输入通道有上升沿跳变时,将PWM计数器的值锁存至捕捉上升沿锁存寄存器(CRLR),在输入通道有下降沿跳变时将PWM计数器值锁存至捕捉下降沿锁存寄存器(CFLR)。捕捉通道0的中断是可编程的,通过设定.CRL_IE0 (CCR0 [1]) (上升沿锁存中断使能)和CFL_IE0(CCR0[2]) (下降沿锁存中断使能) 来决定中断发生的条件。通过设置.CRL_IE1(CCR0 [17])和.CRL_IE1(CCR0[18]),捕捉通道1有同样的特性。通过设置CCR2中的相应的控制位,每组的通道2到通道3有同样的特性。对于每一组,不管捕捉何时产生中断0/1/2/3,PWM计数器0/1/2/3都将在该时刻重载。
最大的捕捉频率受捕捉中断延迟限制。捕捉中断发生时,软件至少要执行三个步骤:读PIIRx 以得到中断源,读CRLRx/CFLRx(x=0~3) 以得到捕捉值,最后写1清PIIRx为0。如果中断延迟要花时间T0完成, 在这段时间内(T0),捕捉信号一定不能翻转。在这种情况下,最大的捕捉频率将是1/T0。例如:
HCLK = 50 MHz, PWM_CLK = 25 MHz, 中断延迟时间900 ns
因此最大的捕捉频率将是1/900ns ≈ 1000 kHz

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沙发
zhuomuniao110|  楼主 | 2020-3-9 22:03 | 只看该作者
捕捉中断发生时,软件至少要执行三个步骤:读PIIRx 以得到中断源,读CRLRx/CFLRx(x=0~3) 以得到捕捉值,最后写1清PIIRx为0。如果中断延迟要花时间T0完成, 在这段时间内(T0),捕捉信号一定不能翻转。在这种情况下,最大的捕捉频率将是1/T0。

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板凳
zhuomuniao110|  楼主 | 2020-3-9 22:04 | 只看该作者
这说明被捕捉信号不能在这个时间内发生变化。

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地板
zhuomuniao110|  楼主 | 2020-3-9 22:16 | 只看该作者
/**************************************************************************//**
* [url=home.php?mod=space&uid=288409]@file[/url]     main.c
* [url=home.php?mod=space&uid=895143]@version[/url]  V1.00
* $Revision: 4 $
* $Date: 15/05/22 2:06p $
* [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]    Capture the PWMB Channel 1 waveform by PWMB Channel 2.
*
* @note
* Copyright (C) 2014 Nuvoton Technology Corp. All rights reserved.
*
******************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include "M051Series.h"

/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
/* Macro, type and constant definitions                                                                    */
/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

#define PLLCON_SETTING      CLK_PLLCON_50MHz_HXT
#define PLL_CLOCK           50000000

extern char GetChar(void);

/**
* @brief       PWMA IRQ Handler
*
* @param       None
*
* [url=home.php?mod=space&uid=266161]@return[/url]      None
*
* [url=home.php?mod=space&uid=1543424]@Details[/url]     ISR to handle PWMA interrupt event
*/
void PWMA_IRQHandler(void)
{
    /*In this sample code, user will not use PWMA channel 0~3 PIIR interrupt and CAPIF capture interrupt.
      Defined following code as 0 for reducing interrupt execution time and code size. */
#if 0
    uint32_t u32PwmIntFlag, u32CapIntFlag0, u32CapIntFlag1;

    /* Handle PWMA Capture function */
    u32CapIntFlag0 = PWMA->CCR0;
    u32CapIntFlag1 = PWMA->CCR2;

    if(u32CapIntFlag0 & PWM_CCR0_CAPIF0_Msk)
    {
        PWMA->CCR0 &= (PWM_CCR_MASK | PWM_CCR0_CAPIF0_Msk);
    }

    else if(u32CapIntFlag0 & PWM_CCR0_CAPIF1_Msk)
    {
        PWMA->CCR0 &= (PWM_CCR_MASK | PWM_CCR0_CAPIF1_Msk);
    }

    else if(u32CapIntFlag1 & PWM_CCR2_CAPIF2_Msk)
    {
        PWMA->CCR2 &= (PWM_CCR_MASK | PWM_CCR2_CAPIF2_Msk);
    }

    else if(u32CapIntFlag1 & PWM_CCR2_CAPIF3_Msk)
    {
        PWMA->CCR2 &= (PWM_CCR_MASK | PWM_CCR2_CAPIF3_Msk);
    }

    /* Handle PWMA Timer function */
    u32PwmIntFlag = PWMA->PIIR;

    if(u32PwmIntFlag & PWM_PIIR_PWMIF0_Msk)
    {
        PWMA->PIIR = PWM_PIIR_PWMIF0_Msk;
    }

    else if(u32PwmIntFlag & PWM_PIIR_PWMIF1_Msk)
    {
        PWMA->PIIR = PWM_PIIR_PWMIF1_Msk;
    }

    else if(u32PwmIntFlag & PWM_PIIR_PWMIF2_Msk)
    {
        PWMA->PIIR = PWM_PIIR_PWMIF2_Msk;
    }

    else if(u32PwmIntFlag & PWM_PIIR_PWMIF3_Msk)
    {
        PWMA->PIIR = PWM_PIIR_PWMIF3_Msk;
    }
#endif
}

/**
* @brief       PWMB IRQ Handler
*
* @param       None
*
* @return      None
*
* @details     ISR to handle PWMB interrupt event
*/
void PWMB_IRQHandler(void)
{
//    uint32_t u32PwmIntFlag;
    uint32_t u32CapIntFlag1;

    /* Handle PWMB Capture function */
    u32CapIntFlag1 = PWMB->CCR2;

    /* PWMB channel 2 Capture interrupt */
    if(u32CapIntFlag1 & PWM_CCR2_CAPIF2_Msk)
    {
        PWMB->CCR2 &= (PWM_CCR_MASK | PWM_CCR2_CAPIF2_Msk);
    }
}


/*--------------------------------------------------------------------------------------*/
/* Capture function to calculate the input waveform information                         */
/* u32Count[4] : Keep the internal counter value when input signal rising / falling     */
/*               happens                                                                */
/*                                                                                      */
/* time    A    B     C     D                                                           */
/*           ___   ___   ___   ___   ___   ___   ___   ___                              */
/*      ____|   |_|   |_|   |_|   |_|   |_|   |_|   |_|   |_____                        */
/* index              0 1   2 3                                                         */
/*                                                                                      */
/* The capture internal counter down count from 0x10000, and reload to 0x10000 after    */
/* input signal falling happens (Time B/C/D)                                            */
/*--------------------------------------------------------------------------------------*/
void CalPeriodTime(PWM_T *PWM, uint32_t u32Ch)
{
    uint16_t u32Count[4];
    uint32_t u32i;
    uint16_t u16RisingTime, u16FallingTime, u16HighPeroid, u16LowPeroid, u16TotalPeroid;

    /* Clear Capture Falling Indicator (Time A) */
    PWM_ClearCaptureIntFlag(PWM, u32Ch, PWM_CAPTURE_INT_FALLING_LATCH);

    /* Wait for Capture Falling Indicator  */
    while(PWM_GetCaptureIntFlag(PWM, u32Ch) < 2);

    /* Clear Capture Falling Indicator (Time B)*/
    PWM_ClearCaptureIntFlag(PWM, u32Ch, PWM_CAPTURE_INT_FALLING_LATCH);

    u32i = 0;

    while(u32i < 4)
    {
        /* Wait for Capture Falling Indicator */
        while(PWM_GetCaptureIntFlag(PWM, u32Ch) < 2);

        /* Clear Capture Falling and Rising Indicator */
        PWM_ClearCaptureIntFlag(PWM, u32Ch, PWM_CAPTURE_INT_FALLING_LATCH | PWM_CAPTURE_INT_RISING_LATCH);

        /* Get Capture Falling Latch Counter Data */
        u32Count[u32i++] = PWM_GET_CAPTURE_FALLING_DATA(PWM, u32Ch);

        /* Wait for Capture Rising Indicator */
        while(PWM_GetCaptureIntFlag(PWM, u32Ch) < 2);

        /* Clear Capture Rising Indicator */
        PWM_ClearCaptureIntFlag(PWM, u32Ch, PWM_CAPTURE_INT_RISING_LATCH);

        /* Get Capture Rising Latch Counter Data */
        u32Count[u32i++] = PWM_GET_CAPTURE_RISING_DATA(PWM, u32Ch);
    }

    u16RisingTime = u32Count[1];

    u16FallingTime = u32Count[0];

    u16HighPeroid = u32Count[1] - u32Count[2];

    u16LowPeroid = 0x10000 - u32Count[1];

    u16TotalPeroid = 0x10000 - u32Count[2];

    printf("\nPWM generate: \nHigh Period=7199 ~ 7201, Low Period=16799 ~ 16801, Total Period=23999 ~ 24001\n");
    printf("\nCapture Result: Rising Time = %d, Falling Time = %d \nHigh Period = %d, Low Period = %d, Total Period = %d.\n\n",
           u16RisingTime, u16FallingTime, u16HighPeroid, u16LowPeroid, u16TotalPeroid);
    if((u16HighPeroid < 7199) || (u16HighPeroid > 7201) || (u16LowPeroid < 16799) || (u16LowPeroid > 16801) || (u16TotalPeroid < 23999) || (u16TotalPeroid > 24001))
        printf("Capture Test Fail!!\n");
    else
        printf("Capture Test Pass!!\n");
}


void SYS_Init(void)
{
    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    /* Init System Clock                                                                                       */
    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

    /* Enable Internal RC clock */
    CLK->PWRCON |= CLK_PWRCON_OSC22M_EN_Msk;

    /* Waiting for IRC22M clock ready */
    while(!(CLK->CLKSTATUS & CLK_CLKSTATUS_OSC22M_STB_Msk));

    /* Switch HCLK clock source to Internal RC and HCLK source divide 1 */
    CLK->CLKSEL0 &= ~CLK_CLKSEL0_HCLK_S_Msk;
    CLK->CLKSEL0 |= CLK_CLKSEL0_HCLK_S_HIRC;
    CLK->CLKDIV &= ~CLK_CLKDIV_HCLK_N_Msk;

    /* Set PLL to power down mode and PLL_STB bit in CLKSTATUS register will be cleared by hardware.*/
    CLK->PLLCON |= CLK_PLLCON_PD_Msk;

    /* Enable external 12MHz XTAL, internal 22.1184MHz */
    CLK->PWRCON |= CLK_PWRCON_XTL12M_EN_Msk | CLK_PWRCON_OSC22M_EN_Msk;

    /* Enable PLL and Set PLL frequency */
    CLK->PLLCON = PLLCON_SETTING;

    /* Waiting for clock ready */
    while(!(CLK->CLKSTATUS & (CLK_CLKSTATUS_PLL_STB_Msk | CLK_CLKSTATUS_XTL12M_STB_Msk | CLK_CLKSTATUS_OSC22M_STB_Msk)));

    /* Switch HCLK clock source to PLL, STCLK to HCLK/2 */
    CLK->CLKSEL0 = CLK_CLKSEL0_STCLK_S_HCLK_DIV2 | CLK_CLKSEL0_HCLK_S_PLL;

    /* Enable IP clock */
    CLK->APBCLK = CLK_APBCLK_UART0_EN_Msk | CLK_APBCLK_PWM45_EN_Msk | CLK_APBCLK_PWM67_EN_Msk;

    /* IP clock source */
    CLK->CLKSEL1 = CLK_CLKSEL1_UART_S_PLL;

    /* IP clock source */
    CLK->CLKSEL2 = CLK_CLKSEL2_PWM45_S_HXT | CLK_CLKSEL2_PWM67_S_HXT;

    /* Reset PWMB channel0~channel3 */
    SYS->IPRSTC2 = SYS_IPRSTC2_PWM47_RST_Msk;
    SYS->IPRSTC2 = 0;

    /* Update System Core Clock */
    /* User can use SystemCoreClockUpdate() to calculate PllClock, SystemCoreClock and CycylesPerUs automatically. */
    //SystemCoreClockUpdate();
    PllClock        = PLL_CLOCK;            // PLL
    SystemCoreClock = PLL_CLOCK / 1;        // HCLK
    CyclesPerUs     = PLL_CLOCK / 1000000;  // For SYS_SysTickDelay()

    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    /* Init I/O Multi-function                                                                                 */
    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    /* Set P3 multi-function pins for UART0 RXD and TXD  */
    SYS->P3_MFP &= ~(SYS_MFP_P30_Msk | SYS_MFP_P31_Msk);
    SYS->P3_MFP |= SYS_MFP_P30_RXD0 | SYS_MFP_P31_TXD0;
    /* Set P2 multi-function pins for PWMB Channel0~3  */
    SYS->P2_MFP &= ~(SYS_MFP_P25_Msk | SYS_MFP_P26_Msk);
    SYS->P2_MFP |= SYS_MFP_P25_PWM5 | SYS_MFP_P26_PWM6;
}


void UART0_Init(void)
{

    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    /* Init UART                                                                                               */
    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    UART0->BAUD = UART_BAUD_MODE2 | UART_BAUD_MODE2_DIVIDER(PLL_CLOCK, 115200);
    UART0->LCR = UART_WORD_LEN_8 | UART_PARITY_NONE | UART_STOP_BIT_1;
}



/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
/*  Main Function                                                                                          */
/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
int32_t main(void)
{
    /* Unlock protected registers */
    SYS_UnlockReg();

    /* Init System, IP clock and multi-function I/O */
    SYS_Init();

    /* Lock protected registers */
    SYS_LockReg();

    /* Init UART0 for printf */
    UART0_Init();

    printf("+------------------------------------------------------------------------+\n");
    printf("|                          PWM Driver Sample Code                        |\n");
    printf("|                                                                        |\n");
    printf("+------------------------------------------------------------------------+\n");
    printf("  This sample code will use PWMB channel 2 to capture\n  the signal from PWMB channel 1.\n");
    printf("  I/O configuration:\n");
    printf("    PWM5(P2.5 PWMB channel 1) <--> PWM6(P2.6 PWMB channel 2)\n\n");
    printf("Use PWMB Channel 2(P2.6) to capture the PWMB Channel 1(P2.5) Waveform\n");

    while(1)
    {
        printf("Press any key to start PWM Capture Test\n");
        GetChar();

        /*--------------------------------------------------------------------------------------*/
        /* Set the PWMB Channel 1 as PWM output function.                                               */
        /*--------------------------------------------------------------------------------------*/

        /* Assume PWM output frequency is 250Hz and duty ratio is 30%, user can calculate PWM settings by follows.
           duty ratio = (CMR+1)/(CNR+1)
           cycle time = CNR+1
           High level = CMR+1
           PWM clock source frequency = __HXT = 12000000
           (CNR+1) = PWM clock source frequency/prescaler/clock source divider/PWM output frequency
                   = 12000000/2/1/250 = 24000
           (Note: CNR is 16 bits, so if calculated value is larger than 65536, user should increase prescale value.)
           CNR = 23999
           duty ratio = 30% ==> (CMR+1)/(CNR+1) = 30%
           CMR = 7199
           Prescale value is 1 : prescaler= 2
           Clock divider is PWM_CSR_DIV1 : clock divider =1
        */

        /* set PWMB channel 1 output configuration */
        PWM_ConfigOutputChannel(PWMB, PWM_CH1, 250, 30);

        /* Enable PWM Output path for PWMB channel 1 */
        PWM_EnableOutput(PWMB, 0x2);

        /* Enable Timer for PWMB channel 1 */
        PWM_Start(PWMB, 0x2);

        /*--------------------------------------------------------------------------------------*/
        /* Set the PWMB channel 2  for capture function                                         */
        /*--------------------------------------------------------------------------------------*/

        /* If input minimum frequency is 250Hz, user can calculate capture settings by follows.
           Capture clock source frequency = __HXT = 12000000 in the sample code.
           (CNR+1) = Capture clock source frequency/prescaler/clock source divider/minimum input frequency
                   = 12000000/2/1/250 = 24000
           (Note: CNR is 16 bits, so if calculated value is larger than 65536, user should increase prescale value.)
           CNR = 0xFFFF
           (Note: In capture mode, user should set CNR to 0xFFFF to increase capture frequency range.)
        */

        /* set PWMB channel 2 capture configuration */
        PWM_ConfigCaptureChannel(PWMB, PWM_CH2, 166, 0);

        /* Enable capture falling edge interrupt for PWMB channel 2 */
        PWM_EnableCaptureInt(PWMB, PWM_CH2, PWM_CAPTURE_INT_FALLING_LATCH);

        /* Enable PWMB NVIC interrupt */
        NVIC_EnableIRQ((IRQn_Type)(PWMB_IRQn));

        /* Enable Timer for PWMB channel 2  */
        PWM_Start(PWMB, 0x4);

        /* Enable Capture Function for PWMB channel 2 */
        PWM_EnableCapture(PWMB, 0x4);

        /* Wait until PWMB channel 2 Timer start to count */
        while(PWMB->PDR2 == 0);

        /* Capture the Input Waveform Data */
        CalPeriodTime(PWMB, PWM_CH2);
        /*------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
        /* Stop PWMB channel 1 (Recommended procedure method 1)                                                 */
        /* Set PWM Timer loaded value(CNR) as 0. When PWM internal counter(PDR) reaches to 0, disable PWM Timer */
        /*------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

        /* Set PWMB channel 1 loaded value as 0 */
        PWM_Stop(PWMB, 0x2);

        /* Wait until PWMB channel 1 Timer Stop */
        while(PWMB->PDR1 != 0);

        /* Disable Timer for PWMB channel 1 */
        PWM_ForceStop(PWMB, 0x2);

        /* Disable PWM Output path for PWMB channel 1 */
        PWM_DisableOutput(PWMB, 0x2);

        /*------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
        /* Stop PWMB channel 2 (Recommended procedure method 1)                                                 */
        /* Set PWM Timer loaded value(CNR) as 0. When PWM internal counter(PDR) reaches to 0, disable PWM Timer */
        /*------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

        /* Disable PWMB NVIC */
        NVIC_DisableIRQ((IRQn_Type)(PWMB_IRQn));

        /* Set loaded value as 0 for PWMB channel 2 */
        PWM_Stop(PWMB, 0x4);

        /* Wait until PWMB channel 2 current counter reach to 0 */
        while(PWMB->PDR2 != 0);

        /* Disable Timer for PWMB channel 2 */
        PWM_ForceStop(PWMB, 0x4);

        /* Disable Capture Function and Capture Input path for  PWMB channel 2*/
        PWM_DisableCapture(PWMB, 0x4);

        /* Clear Capture Interrupt flag for PWMB channel 2*/
        PWM_ClearCaptureIntFlag(PWMB, PWM_CH2, PWM_CAPTURE_INT_FALLING_LATCH);
    }
}




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5
zhuomuniao110|  楼主 | 2020-3-9 22:17 | 只看该作者
这个例子你能看懂吗

使用特权

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6
幸福小强| | 2020-3-9 22:23 | 只看该作者
中断函数没看明白

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7
zhuotuzi| | 2020-3-10 13:52 | 只看该作者
注释的不是很到位。

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8
zhuotuzi| | 2020-3-10 21:58 | 只看该作者
之前有人讨论过。

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yiyigirl2014| | 2020-3-11 18:07 | 只看该作者
有点不懂那么处理中断是啥意思。

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10
tfqi| | 2020-4-2 13:48 | 只看该作者
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11
wiba| | 2020-4-2 13:49 | 只看该作者
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zljiu| | 2020-4-2 13:49 | 只看该作者
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coshi| | 2020-4-2 13:49 | 只看该作者
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