关于HC32F460 输出可调占空比PWM波遇到的问题记录

只看该作者 · 2023-4-26 16:20

问题记录

芯片：HC32F460系列
功能：PWM电机调速
最近产品开发，需要用到HC32的PWM输出来控制电机的转速。参考官方的例程很快就完成了相关的功能，但是，后面在测试，重复开关电机的时候，发现电机的转速时大时小。
一、问题分析

一开始，怀疑是相关寄存器的设置出错导致的问题。因此在设置PWM输出时加上LOG打印，上机测试并没有发现问题。

只看该作者 · 2023-4-26 16:24

用示波器抓取波形，这是正常状态下的波形（上电默认配置成5kHz，70%占空比输出）

只看该作者 · 2023-4-26 16:25

这是转速较小时的波形输出

只看该作者 · 2023-4-26 16:25

翻看用户手册，并没有找到有用的信息。
代码是直接参考官方例程 timera_triangular_wave_compare_output 写的，计数模式同样也是三角波计数模式。

只看该作者 · 2023-4-26 16:25

下面是代码关于这部分的初始化：

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static void Timera_Config(void)

{

    stc_timera_base_init_t stcTimeraInit;

    stc_timera_compare_init_t stcTimerCompareInit;

    stc_irq_regi_conf_t stcIrqRegiConf;

    stc_timera_hw_startup_config_t stcTimeraHwConfig;

    stc_port_init_t stcPortInit;



    /* configuration structure initialization */

    MEM_ZERO_STRUCT(stcTimeraInit);

    MEM_ZERO_STRUCT(stcIrqRegiConf);

    MEM_ZERO_STRUCT(stcTimerCompareInit);

    MEM_ZERO_STRUCT(stcTimeraHwConfig);

    MEM_ZERO_STRUCT(stcPortInit);



    /* Configuration peripheral clock */

    PWC_Fcg2PeriphClockCmd(TIMERA_UNIT1_CLOCK, Enable);



    /* Configuration TIMERA compare pin */

    PORT_SetFunc(TIMERA_UNIT1_CH4_PORT, TIMERA_UNIT1_CH4_PIN, TIMERA_UNIT1_CH4_FUNC, Disable);



    /* Configuration timera unit 1 base structure */

    stcTimeraInit.enClkDiv = TimeraPclkDiv32;

    stcTimeraInit.enCntMode = TimeraCountModeTriangularWave;

    stcTimeraInit.enCntDir = TimeraCountDirUp;

    stcTimeraInit.enSyncStartupEn = Disable;

    stcTimeraInit.u16PeriodVal = 0x106u;                //freq:5kHz

    TIMERA_BaseInit(TIMERA_UNIT1, &stcTimeraInit);



    /* Configuration timera unit 1 compare structure */

    stcTimerCompareInit.u16CompareVal = stcTimeraInit.u16PeriodVal * 3u / 10u;        //占空比70%

    stcTimerCompareInit.enStartCountOutput = TimeraCountStartOutputLow;

    stcTimerCompareInit.enStopCountOutput = TimeraCountStopOutputLow;

    stcTimerCompareInit.enCompareMatchOutput = TimeraCompareMatchOutputReverse;

    stcTimerCompareInit.enPeriodMatchOutput = TimeraPeriodMatchOutputKeep;

    stcTimerCompareInit.enSpecifyOutput = TimeraSpecifyOutputInvalid;        //该寄存器可用于实现PWM输出占空比0%或100%

    /* Configure Channel 1 */

    TIMERA_CompareInit(TIMERA_UNIT1, TIMERA_UNIT1_CH4, &stcTimerCompareInit);

        

    TIMERA_CompareCmd(TIMERA_UNIT1, TIMERA_UNIT1_CH4, Disable);

        TIMERA_Cmd(TIMERA_UNIT1, Disable);

}

只看该作者 · 2023-4-26 16:26

初始化后，外部再通过定时器和PWM的输出使能位来控制电机的开启和关闭

只看该作者 · 2023-4-26 16:27

库函数调用

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TIMERA_CompareCmd(TIMERA_UNIT1, TIMERA_UNIT1_CH4, Enable);

TIMERA_Cmd(TIMERA_UNIT1, Enable);

只看该作者 · 2023-4-26 16:27

二、解决方法

在手册上并没有找到对应的解决方法，但是我们可以从上面的两张波形图可以看到，当PWM输出出现问题时，输出的波形刚好同正常波形的占空比是互补关系。
上网百度了下HC32 PWM 输出的相关内容后，最终在21IC论坛上找到了解决方法[技术问答] hc32f460系列输出可调占空比的PWM波

只看该作者 · 2023-4-26 16:28

只看该作者 · 2023-4-26 16:29

将PWM输出的计数模式从原先的三角波计数模式改为锯齿波计数模式后，重复测试，问题没有再复现

只看该作者 · 2023-4-26 16:29

最后代码修改如下：

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/**

 *******************************************************************************

 ** \brief Configure Timera peripheral function

 **

 ** \param [in] None

 **

 ** \retval None

 **

 ******************************************************************************/

static void Timera_Config(void)

{

    stc_timera_base_init_t stcTimeraInit;

    stc_timera_compare_init_t stcTimerCompareInit;

    stc_irq_regi_conf_t stcIrqRegiConf;

    stc_timera_hw_startup_config_t stcTimeraHwConfig;

    stc_port_init_t stcPortInit;



    /* configuration structure initialization */

    MEM_ZERO_STRUCT(stcTimeraInit);

    MEM_ZERO_STRUCT(stcIrqRegiConf);

    MEM_ZERO_STRUCT(stcTimerCompareInit);

    MEM_ZERO_STRUCT(stcTimeraHwConfig);

    MEM_ZERO_STRUCT(stcPortInit);



    /* Configuration peripheral clock */

    PWC_Fcg2PeriphClockCmd(TIMERA_UNIT1_CLOCK, Enable);



    /* Configuration TIMERA compare pin */

    PORT_SetFunc(TIMERA_UNIT1_CH4_PORT, TIMERA_UNIT1_CH4_PIN, TIMERA_UNIT1_CH4_FUNC, Disable);



    /* Configuration timera unit 1 base structure */

    stcTimeraInit.enClkDiv = TimeraPclkDiv32;

    stcTimeraInit.enCntMode = TimeraCountModeSawtoothWave;//TimeraCountModeTriangularWave;

    stcTimeraInit.enCntDir = TimeraCountDirUp;

    stcTimeraInit.enSyncStartupEn = Disable;

    stcTimeraInit.u16PeriodVal = 0x20Cu;                //freq:5kHz                //0xCD0u;        //freq: 100Hz

    TIMERA_BaseInit(TIMERA_UNIT1, &stcTimeraInit);



    /* Configuration timera unit 1 compare structure */

    stcTimerCompareInit.u16CompareVal = stcTimeraInit.u16PeriodVal * 3u / 10u;        //占空比70%

    stcTimerCompareInit.enStartCountOutput = TimeraCountStartOutputLow;

    stcTimerCompareInit.enStopCountOutput = TimeraCountStopOutputLow;

    stcTimerCompareInit.enCompareMatchOutput = TimeraCompareMatchOutputHigh;//TimeraCompareMatchOutputReverse;

    stcTimerCompareInit.enPeriodMatchOutput = TimeraCompareMatchOutputLow;//TimeraPeriodMatchOutputKeep;

    stcTimerCompareInit.enSpecifyOutput = TimeraSpecifyOutputInvalid;        //该寄存器可用于实现PWM输出占空比0%或100%

    stcTimerCompareInit.enCacheEn = Enable;

    stcTimerCompareInit.enTriangularTroughTransEn = Enable;

    stcTimerCompareInit.enTriangularCrestTransEn = Disable;

    stcTimerCompareInit.u16CompareCacheVal = stcTimerCompareInit.u16CompareVal;

    /* Configure Channel 1 */

    TIMERA_CompareInit(TIMERA_UNIT1, TIMERA_UNIT1_CH4, &stcTimerCompareInit);

        

    TIMERA_CompareCmd(TIMERA_UNIT1, TIMERA_UNIT1_CH4, Disable);

        TIMERA_Cmd(TIMERA_UNIT1, Disable);

}

只看该作者 · 2023-4-26 16:29

总结

关于遇到的问题的解决方法暂时介绍到这里，至于为什么三角波计数模式下会出现占空比互补现象，个人感觉倒像是芯片本身的问题，用户手册上也找不到解释，这里也就不在深究。

只看该作者 · 2023-5-12 23:44

手册里应该有说明吧