飞思卡尔PWM模块概要

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1、PWM模块飞思卡尔脉冲宽度调制模块PWM模块目录1简介32特征43框图44功能描述54.1 预置分频器54.2 PWM发生器54.2.1 对齐54.2.2 周期64.2.3 脉宽占空比74.3 独立或互补信道操作74.4 死区发生器94.4.1 上、下管死区调整114.4.2 人工死区调整134.5 自动死区调整154.6 不对称PWM输出164.6 不对称PWM输出175软件输出控制176PWM发生器的装入186.1 装入使能186.2 装入频率186.3 重装标志206.4 同步输出226.5 初始化227故障保护237.1 初始化237.2 自动故障清除247.3 手工故障清除248操作

2、模式259引脚描述259.1 PWM0PWM5引脚259.2 FAULT0FAULT3引脚259.3 IS0IS2引脚2510寄存器定义2510.1 PWM控制寄存器（PMCTL）2710.1.1 装入频率（LDFQ）位15-122710.1.2 半周期重装（HALF） 位112710.1.3 电流极性2（IPOL2） 位102710.1.4 电流极性1（IPOL1） 位92810.1.5 电流极性0（IPOL0） 位82810.1.6 Prescaler（PRSC） 位7-62810.1.7 PWM重装中断允许（PWMRIE） 位52810.1.8 PWM重装标志（PWMF） 位42810.

3、1.9 电流状态（ISENS） 位3-22910.1.10 允许装入（LDOK） 位12910.1.11 PWM使能（PWMEN） 位02910.2 PWM故障控制寄存器（PMFCTL）2910.2.1 保留位 位15-82910.2.2 FAULTn引脚中断使能（FIEn） 位7，5，3，12910.2.3 FAULTn引脚清除模式（FMODEn） 位6，4，2，03010.3 PWM故障状态和确认寄存器（PMFSA）3010.3.1 FAULTn（FPINn） 位15，13，11，93010.3.2 FAULTn引脚标志（FFLAGn） 位14，12，10，83010.3.3 保留位 位7

4、3010.3.4 FAULTn引脚确认（FTACKn） 位6，4，2，03010.3.5 死区n（DTn） 位5-03010.4 PWM输出控制寄存器（PMOUT）3110.4.1 输出端衰减器使能（PAD_EN） 位153110.4.2 保留 位143110.4.3 输出控制使能（OUTCTRL5-0） 位13-83110.4.4 保留 位7-63110.4.5 输出控制（OUT5-0） 位5-03110.5 PWM计数寄存器（PMCNT）3210.5.1 保留 位153210.5.2 计数器（CNT） 位14-03210.6 PWM计数器模数寄存器（PWMCM）3210.6.1 保留 位1

5、53210.6.2 计数器模数（CM） 位14-03210.7 PWM值寄存器（PWMVAL0-5）3310.7.1 值（VAL） 位15-03310.8 PWM死区寄存器（PMDEADTM）3310.8.1 保留 位15-123310.8.2 死区 位11-03310.9 PWM禁止映射寄存器（PMDISMAP1-2）3410.10 PWM设置寄存器（PMCFG）3410.10.1 保留 位153410.10.2 调试允许（DBG_EN） 位143410.10.3 等待允许（WAIT_EN） 位133410.10.4 边沿对齐或中心对齐PWM（EDG） 位123510.10.5 保留 位11

6、3510.10.6 上边PWM极性（TOPNEG） 位10-83510.10.7 下边PWM极性（BOTNEG） 位6-43510.10.8 独立或互补对操作（INDEP） 位3-13510.10.9 写保护（WP） 位03510.11 PWM通道控制寄存器（PMCCR）3610.11.1 硬件加速使能（ENHA） 位153610.11.2 56F80x 兼容性（nBX） 位143610.11.3 Mask（MSK5-0） 位13-83610.11.4 保留 位7-63610.11.5 值寄存器装入模式（VLMODE） 位5-43610.11.6 保留 位33710.11.7 Swap45（S

7、WP45） 位23710.11.8 Swap23（SWP23） 位13710.11.9 Swap01（SWP01） 位03710.12 PWM端口寄存器（PMPORT）3710.12.1 保留 位15-73810.12.2 保留 位6-03810.13 PWM内部调整控制寄存器（PMICCR）3810.13.1 保留 位15-33810.13.2 内部电路控制2（ICC2） 位23810.13.3 内部电路控制1（ICC1） 位13810.13.4 内部电路控制0（ICC0） 位03911时钟3912中断3913复位39III1简介PWM模块可以产生6路独立的或三对互补的PWM输出或二者的混合

8、（例如：一对互补、四个独立的PWM）。有边沿对齐、中心对齐两种同步脉冲控制方式，支持0100%的调制度。6个信道都有15位的通用PWM计数器，边沿对齐操作的分辨率为1个PWM时钟周期，中心对齐的分辨率为2个PWM时钟周期，PWM时钟周期由IPBus的频率和可编程的预置分频器（Prescaler）来决定。产生互补PWM信号时，模块可自动将死区插入到PWM输出对中。用PWM发生器或手工编写软件都可以控制PWM输出。2特征l 6个PWM信号输出6个全部独立；三对互补对；独立、互补混合l 互补信道操作特性死区插入；通过电流状态输入引脚或软件分别对上、下端脉冲宽度进行调整；中心对齐操作中的不对称PWM输

9、出；分离的上、下端极性控制l 边沿或中心对齐的PWM信号l 15位分辨率l 半周期重装功能l 116的整数重装率l 独立的PWM输出软件控制l 可编程故障保护l 极性控制l PWM引脚上的10/12mA电流源汇（Source/Sink）能力（估计是电流流过该引脚的出/入能力）l 寄存器写保护3框图图1为PWM模块的框图。图1 PWM模块框图4功能描述4.1 预置分频器（PreScaler）分频预置器将IPBus时钟频率进行1，2，4，8分频产生PWM时钟频率来得到更低的PWM频率。分频数是由PWM控制寄存器（PMCTL）中的位PRSC0和PRSC1决定。分频数被缓冲，并在LDOK=1且新的PW

10、M重载周期开始时有效。4.2 PWM发生器PWM发生器包含一个产生软件选择的输出信号的15位增减PWM计数器。4.2.1 对齐用PWM设置寄存器（PMCFG）中的边沿对齐位（EDGE）来选择PWM发生器的输出是采用中心对齐还是边沿对齐。图2为中心对齐方式的PWM输出，图3是边沿对齐方式的PWM输出。注：根据PWM的等值比较器结构，计数系数为零时非法。但是死区约束和故障条件仍要保证。图2 中心对齐PWM输出图3 边沿对齐PWM输出4.2.2 周期写到PWMCM寄存器中的值决定PWM的周期。在中心对齐操作中PWM采用增/减计数器，PWM最高输出分辨率为两个IPBus时钟周期。计数系数是PWM输出周

11、期中包含的PWM时钟周期数的一半。根据该公式可知：在GreatWall项目中，已知PWM的周期为50微秒，且分辨率在50/32微秒以上，而PWM时钟频率是IPBus时钟频率的分频，可由以上的公式计算出PWM计数系数，并通过寄存器PMCNT进行设置。中心对齐的PWM周期如图4所示。图4 中心对齐的PWM周期边沿对齐操作中，PWM计数器是一个递增计数器。此模式中PWM的最高输出分辨率为一个IPBus的时钟周期，计数系数为PWM输出周期中包含的PWM时钟周期数。边沿对齐的PWM周期如图5所示。图5 边沿对齐的PWM周期4.2.3 脉宽占空比用PWM值寄存器PWMVALn中写入的16位有符号数来表示P

12、WM Prescaler输出的PWM时钟周期中脉冲宽度。注：如果PWM值小于等于0，则对整个PWM周期中的PWM输出视为无效。如果，PWM值大于等于计数系数，则PWM输出在整个PWM周期是激活的，即占空比为100%。PWM值及下溢条件如表1所示。表1 PWM值及下溢条件中心对齐操作如图6所示。脉冲宽度为二倍的PWM值寄存器中的值与中心对齐输出的PWM时钟周期的乘积。边沿对齐操作如图7所示。脉冲宽度等于PWM值寄存器中的值与边沿对齐输出的PWM时钟周期的乘积。4.3 独立或互补信道操作在PWM设置寄存器中，如果在独立或互补操作位（INDEPnn）中写逻辑“1”，则相应的PWM输出信道对相互独立。

13、如果向INDEPnn中写逻辑“0”，那么PWM输出是一对互补信道。如图8所示。图6 中心对齐的PWM脉冲宽度图7 边沿对齐的PWM脉冲宽度图8 互补信道对互补信道利用反向电路驱动上下两个管，如图9所示图8 典型三相反相器在互补信道中，还有三个其他的特性：l 死区插入l 对插入死区和负载特性产生的失真，可以分别对上下两路的脉宽进行调整。l 上下输出的极性可分开控制。4.4 死区发生器在互补模式中，每个PWM对可驱动上、下两管，如图10所示。实际上PWM对之间是相互独立的，上、下管如果有一个是导通的，则另一个就是截至的。图10 死区发生器为了防止上、下管之间断路，必须使上、下管不同时导通，但是晶体

14、管的特性是截止时间要长于导通时间，为了使上、下管不同时导通，必须在开关周期内插入死区。死区发生器在一对PWM输出中自动地插入软件选择的导通时延，脉冲调整死区寄存器（PMDEADTM）表示用于死区时延的PWM时钟周期数。每当PWM发生器输出状态改变时都插入死区。死区强制一对PWM输出处于截止状态。后面要介绍，通过对PWM的值中加、减来调整死区的方法。图11图13为不同的操作条件下的死区插入方式。注：死区的插入使输出波形延时了两个IPBus周期。图11 中心对齐插入死区图12 死区占空比边界图13 死区和小脉宽4.4.1 上、下管死区调整在互补模式中，上管或下管控制输出电压，然而，为防止上下管同时导通必须插入死区。在插入的死区中，互补模式的两管都是截止的，允许负载的电流状态（方向）决定输出电压，并在输出电压中引起了失真。参见图14。失真典型表示为可见的短时脉冲干扰和