第9PWM脉宽调制-医学资料

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1、第09章 PWM脉宽调制 lPULSE WIDTH MODULATION-数字脉冲输出 l脉冲宽度调制（PWM）是工业控制和机电产品中最常用的技 术。例如控制电动机的速度和伺服电机的旋转角度等。 TonToff Tperiod Average 占空比=高电平时间/周期 =Ton/Tperiod 0 % 10 % 50 % 90 % 99 % 应用: D/A转换 马达控制 音调生成 正弦波生成 9.1 PWM概述 S12X MCU可以不通过定时器，而使用专门的PWM模块以产 生PWM波形，极少占用CPU资源 S12X MCU可提供优异的频率高、分辨率高、占空比可调、范 围宽的PWM信号。主要特性

2、： 8个带周期占空比可程控的PWM独立通道（与PTP复用） 4个可程控选择的时钟源 脉冲输出极性可选 每个PWM通道有专用的计数器 每个PWM通道可使能/禁止 占空比可调范围0100 分辨率: 8位 (8通道), 16位 (4通道) 周期和占空比双缓冲 每个通道有中心对齐和左对齐方式 带中断功能的紧急切断 9.2 PWM结构原理和功能描述 PWM_8B8C 时钟选择 控制 使能(Enable) 极性(Polarity) PWM7 PWM通道 通道7 PWM6 通道6 PWM5 通道5 通道4 PWM4 通道3 PWM3 通道2 PWM2 通道1 PWM1 通道0 PWM0 周期和占空比计数器

3、周期和占空比计数器 周期和占空比计数器 周期和占空比计数器 周期和占空比计数器 周期和占空比计数器 周期和占空比计数器 周期和占空比计数器 总线时钟PWM时钟 对齐(Alignment) lPWM波形输出原理 开始周期 Tperoid 占空比 TDuty PWMDTYx PWMPERxPWMPERx fClock, TClock 8-bit Counter PWMCNTx 时钟源 8-bit Compare = PWMDTYx 8-bit Compare = PWMPERx 0 x000 x00 Reset Pin 当8位计数器的值等于PWMDTY(占空比常数寄存器)时，电平从有效跳到无效;

4、当8位计数器的值等于PWMPER（周期常数寄存器）时，电平从无效跳到有效 ，然后计数器清0，重新开始计数开始下一个周期 l lPWM PWM 时钟源时钟源 1.Clock A (Ch 0, Ch 1, Ch 4, Ch 5) 2.Clock SA (Scaled A; Ch 0, Ch 1, Ch 4, Ch 5) 3.Clock B (Ch 2, Ch 3, Ch 6, Ch 7) 4.Clock SB (Scaled B; Ch 2, Ch 3, Ch 6, Ch 7) 4个时钟源: Bus Clock PWMPRCLKClock SA Clock SB Clock A Clock B P

5、WMSCLA PWMSCLB 预分频： 1、2、4、8、16、32、64、128 比例分频： 2、4、8、16、32、64、512 比例分频： 2、4、8、16、32、64、512 l l对齐方式选择对齐方式选择- -左对齐左对齐 时钟源 选择= 10 MHz (100 ns period) PPOLx = 1 PWMPERx = 4 PWMDTYx = 1 PWMx 频率 = 10 MHz/4 = 2.5 MHz 即:PWMx 周期 = 1/2.5MHz=400 ns PWMx 占空比 = 1/4*100% = 25% Clock=100ns 占空比=25% 周期=400ns l l对齐方式

6、选择对齐方式选择- -中心对齐中心对齐 时钟源 Clock = 10 MHz (100 ns period) PPOLx = 0 PWMPERx = 4 PWMDTYx = 1 PWMx 频率 = 10 MHz/8 = 1.25 MHz PWMx 周期 = 1/1.25MHz=800 ns PWMx 占空比 = (4-1)/4*100% = 75% Clock=100ns 占空比=75% 周期=800ns Clock=100ns l l通道级联通道级联-16-16位分辨率位分辨率 两个8位PWM通道可以组合成一个16位PWM通道，例如： 周期/占空比 比较 PWMCNT6PWMCNT7 PWM

7、7输出 PWM7 时钟源 CONxxPWMExPPOLxPCLKxCAExPWMx OUTPUT CON67PWME7PPOL7PCLK7CAE7PWM7 CON45PWME5PPOL5PCLK5CAE5PWM5 CON23PWME3PPOL3PCLK3CAE3PWM3 CON01PWME1PPOL1PCLK1CAE1PWM1 软件可选择通道组合 在级联模式下，可以左对齐或中心对齐输出 常数寄存器、计数器都合成为16位-增加了分辨率，周期可以更长 PWM 时钟预分频寄存器-PWMPRCLK 0 PCKB2 PCKB1 PCKB0 0 PCKA2 PCKA1 PCKA0 R W Reset: 0

8、0 000000 = Unimplemented or ReservedPCKx2PCKx1PCKx0Value of Clock x 000Bus Clock 001Bus Clock / 2 010Bus Clock / 4 011Bus Clock / 8 100Bus Clock / 16 101Bus Clock / 32 110Bus Clock / 64 111Bus Clock / 128 可在任意时刻读写! x = A or B 例：设置 PRESCALE 寄存器- PWMPRCLK = 0 x22;/ B= Bus/4, A = Bus/4 PWMPRCLK = 0 x07

9、;/ B = Bus, A = Bus/128 Bit 0Bit 1Bit 2Bit 3Bit 4Bit 5Bit 6Bit 0 9.3 PWM模块的使用与设置 PWM 时钟比例分频寄存器-PWMSCLA、PWMSCLB PWMSCLx = $00 PWMSCLx value is 256 可在任意时刻读写! x = A or B 例如: 要求: Clock Sx = 1 kHz 总线时钟 = 16 MHz Prescaler = 128 Prescaler = 64 Clock x = 125 kHz Clock x = 250 kHz PWMSCLx = 63 PWMSCLx = 125

10、Clock Sx = 992 Hz Clock Sx = 1000 Hz 准一些 PCLK6 PCLK5 PCLK4 PCLK3 PCLK2 PCLK1 R W Reset: 00 000000 PCLK7 Bit 0Bit 1Bit 2Bit 3Bit 4Bit 5Bit 6Bit 0 PCLK5 通道 5时钟选择 1 =时钟源为SA 0 =时钟源为A PCLK4 通道 4时钟选择 1 =时钟源为SA 0 =时钟源为A PCLK3 通道 3时钟选择 1 =时钟源为SB. 0 =时钟源为B PCLK2 通道 2时钟选择 1 =时钟源为SB 0 =时钟源为B PCLK1 通道 1时钟选择 1 =

11、时钟源为SA 0 =时钟源为A PCLK0 通道 0时钟选择 1 =时钟源为SA 0 =时钟源为A PCLK7 通道 7时钟选择 1 = 通道7的时钟源为SB 0 =通道7的时钟源为B. PCLK6 通道 6时钟选择 1 =时钟源为SB. 0 =时钟源为B PWM 时钟选择寄存器- PWMCLK PWM 极性选择寄存器-PWMPOL PPOLx=0-输出周期以低电平开始 =1-输出周期以高电平开始 PCLK0 PWM 中心对齐使能寄存器-PWMCAE CAE6CAE5CAE4CAE3CAE2CAE1CAE0 R W Reset:00000000 $_04 CAE7 CAEx 中心对齐模式选择，

12、通道 x 0 = 通道 x 左对齐输出 1 = 通道 x 中心对齐输出 Bit 0Bit 1Bit 2Bit 3Bit 4Bit 5Bit 6Bit 0 . PWM 关断寄存器-PWMSDN 主要用于处理通道7的紧急关闭中断 PWMIEPWMLVL 0 PWM7INL PWM7ENA R W Reset: 00 000000 $_24 PWMIF PWM7IN = Unimplemented or Reserved Bit 0Bit 1Bit 2Bit 3Bit 4Bit 5Bit 6Bit 0 PWMRSTRT 紧急关断 通道 7输入紧急关断触发 Channel 6 Period and D

13、utyCounter Channel 5 Period and DutyCounter . Channel 0 Period and DutyCounter 外部故障输入 信号 PWMLVL=1PWMLVL=0 PWM7INL=1 PWM7INL=0 Interrupt PWMIE PWMIF PWM7ENA=1 PWM控制寄存器-PWMCTL 等待模式 在WAIT模式下， 允许输入时钟到预 分频器 PSWAI = 10 在WAIT模式下， 停止输入时钟到预 分频器 冻结模式 在FREEZE模式 下，PWM计数器 继续 PFRZ = 10 在FREEZE模式 下，PWM计数器 停止 CON45

14、CON01 0 PSWAI R W $_05 CON67CON23PFRZ 0 Bit 0Bit 1Bit 2Bit 3Bit 4Bit 5Bit 6Bit 0 使能/禁止时钟 在WAIT模式时 PWM计数器停止 在Freeze模式时 通道级联控制： 0-不级联 1-级联成16位 PWM 通道周期寄存器-PWMPERx Bit 6Bit 5Bit 4Bit 3Bit 2Bit 1Bit 0 R W Reset: 11 111111 $_14-_1B Bit 7 Bit 0Bit 1Bit 2Bit 3Bit 4Bit 5Bit 6Bit 0 PWM 通道占空比寄存器-PWMDTYx Bit 6

15、Bit 5Bit 4Bit 3Bit 2Bit 1Bit 0 R W Reset: 11 111111 $_1C-_23 Bit 7 Bit 0Bit 1Bit 2Bit 3Bit 4Bit 5Bit 6Bit 0 注：周期与占空比计算按书上公式 PWM使能/禁止寄存器-PWME PWME6 PWME5 PWME4 PWME3 PWME2 PWME1 PWME0 R W Reset: 00000000 $_00 PWME7 0 = 通道x禁止 1 = 通道x使能，下一个时钟开始输出PWM 通道7通道6通道 0 . 使能/禁止 PWM 通道: PWME5 = 1;/ Enable PWM channel 5 PWME3 = 0;/ Disable PWM channel 3 PWME = 0 xFF/ Enable all 8 PWM channels PWME = 0;/ Disable all 8 PWM channels 软件示例 Bit 0Bit 1Bit 2Bit 3Bit 4Bit 5Bit 6Bit 0 9.4 PWM的应用实例 S12X