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1、EVEV时间管理器及应用资料时间管理器及应用资料8.1 事件管理器功能概述u C2000 C2000系列系列DSPDSP与其它系列与其它系列DSPDSP的主要区别体现在功能强大的主要区别体现在功能强大的的事件管理器模块；事件管理器模块；u 事件管理器模块提供了强大的控制功能事件管理器模块提供了强大的控制功能( (PWMPWM) ) ，特别适于，特别适于运动控制和电机控制等领域；运动控制和电机控制等领域；u F2812F2812具有具有两个两个外设相同的事件管理器模块外设相同的事件管理器模块EVAEVA、EVBEVB，可，可实现多轴运动控制；实现多轴运动控制；u 每个事件管理器包括每个事件管理器
2、包括通用定时器通用定时器、比较器和比较器和PWMPWM单元单元、捕捕获单元获单元（CAPCAP）与）与正交脉冲编码正交脉冲编码电路（电路（QEPQEP）；）；u 在电机控制应用中，每个事件管理器可以实现在电机控制应用中，每个事件管理器可以实现三相三相永磁同永磁同步电机、步电机、直流无刷电机直流无刷电机、异步电机及直流有刷电机的控制。、异步电机及直流有刷电机的控制。2事件管理器中的模块与信号38.2 通用定时器u 每个事件管理器有两个每个事件管理器有两个1616位的通用定时器位的通用定时器 其中其中EVAGPT1&GPT2，EVBGPT3&GPT4u 这些定时器可以根据具体任务独立使用这些定时器
3、可以根据具体任务独立使用 1）在控制系统中产生采样周期（）在控制系统中产生采样周期（同同CPU定时器定时器） 2）为捕获单元、正交脉冲）为捕获单元、正交脉冲计数计数提供基准时钟提供基准时钟(GPT2、GPT4) 3）为比较单元和）为比较单元和PWM电路提供基准电路提供基准时钟时钟(GPT1、GPT3) 8.21 8.21 通用定时器功能概述通用定时器功能概述 事件管理器的通用定时器与事件管理器的通用定时器与CPU通用通用定时器相比有何区别？定时器相比有何区别？4通用定时器的组成每个通用定时器模块由几个子模块组成，主要包括：每个通用定时器模块由几个子模块组成，主要包括：u 可读写的可读写的16位
4、位递增递增/减减计数器寄存器计数器寄存器TxCNT （QEP/CAPQEP/CAP计数计数）u 可读写的可读写的16位定时器位定时器比较比较寄存器寄存器TxCMPR（设定占空比设定占空比）u 可读写的可读写的16位定时器位定时器周期周期寄存器寄存器TxPR （设定设定PWM周期周期）u 可读写的可读写的16位定时器位定时器控制控制寄存器寄存器TxCONu 可以选择可以选择内部或外部时钟内部或外部时钟TCLKINA/B，可对时钟输入预定标，可对时钟输入预定标u 4个个可屏蔽中断（下溢、上溢、比较匹配、周期匹配）可屏蔽中断（下溢、上溢、比较匹配、周期匹配）u 当选择增当选择增/减计数模式时，可用减
5、计数模式时，可用TDIRA/B引脚控制引脚控制计数方向计数方向u 一个定时器一个定时器比较输出比较输出引脚引脚TxCMP。5通用定时器输入/输出通用定时器的输入包括：通用定时器的输入包括：u 内部高速外设时钟（内部高速外设时钟（HSPCLKHSPCLK）u 外部时钟外部时钟TCLKINA/BTCLKINA/B，最高频率不超过，最高频率不超过CPUCPU时钟的时钟的1/41/4u 方向输入方向输入TDIRA/BTDIRA/B，控制通用定时器递增（，控制通用定时器递增（1 1）/ /递减（递减（0 0）计数的方向）计数的方向 通用定时器的输出包括：通用定时器的输出包括：u 通用定时器比较输出通用定
6、时器比较输出TxCMP/TxPWMTxCMP/TxPWMu 为为ADCADC模块提供模块提供ADCADC转换启动信号转换启动信号u 为比较单元提供下溢、上溢、比较匹配和周期匹配等中断信号为比较单元提供下溢、上溢、比较匹配和周期匹配等中断信号 下溢下溢：计数器值：计数器值0x0000 上溢上溢：TxCNT0xFFFF 比较匹配比较匹配：TxCNT=TxCMPR 周期匹配周期匹配：TxCNT=TxPRu 计数方向标识位计数方向标识位( (状态状态) )6通用定时器框图全局控制寄存器全局控制寄存器GPTCONA/BGPTCONA/B确定通用定时确定通用定时器实现具体任务时需要采取的比较方式和器实现具
7、体任务时需要采取的比较方式和引脚极性，并给出定时器的计数方向。引脚极性，并给出定时器的计数方向。定时器定时器2/42/4可以使用定时器可以使用定时器1/31/3的周期寄的周期寄存器，反过来不可以。存器，反过来不可以。TxCONTxCON确定每个通用定时器的计数模式、时确定每个通用定时器的计数模式、时钟源、分频系数、使能钟源、分频系数、使能/ /禁止计数、比较操禁止计数、比较操作。作。7比较与周期寄存器的双缓冲u 比较和周期寄存器采用双缓冲结构，在任何时刻可以对比较和周期寄存器采用双缓冲结构，在任何时刻可以对这两个寄存器进行读写操作。进行写操作时，新的值是写到这两个寄存器进行读写操作。进行写操作
8、时，新的值是写到映射缓冲寄存器；映射缓冲寄存器；u 对于比较寄存器，只有当对于比较寄存器，只有当TxCON寄存器确定的特定事件寄存器确定的特定事件（下溢或周期匹配下溢或周期匹配）发生时映射缓冲寄存器的值才加载到比）发生时映射缓冲寄存器的值才加载到比较寄存器；较寄存器；u 对于周期寄存器，只有当计数寄存器对于周期寄存器，只有当计数寄存器TxCNT0时，工作时，工作寄存器才能重新加载映射缓冲寄存器中的值。寄存器才能重新加载映射缓冲寄存器中的值。提示：周期寄存器与比较寄存器采用双缓冲结构允许在一个提示：周期寄存器与比较寄存器采用双缓冲结构允许在一个周期的任何时刻更新周期和比较寄存器，从而可以在下一周
9、周期的任何时刻更新周期和比较寄存器，从而可以在下一周期改变定时器的周期和期改变定时器的周期和PWMPWM的脉冲宽度。的脉冲宽度。8通用定时器的计数操作模式 当定时器被禁止时，定时器停止计数操作，预定标器复当定时器被禁止时，定时器停止计数操作，预定标器复位为位为x/1x/1；当使能定时器时，定时器按照；当使能定时器时，定时器按照TxCONTxCON中设定的中设定的四种四种工工作模式之一开始计数：作模式之一开始计数：1 1）停止停止/ /保持模式保持模式TMODE1&0TMODE1&00000 定时器停止计数并保存当前的状态，定时器的计数器、比较输出和预定时器停止计数并保存当前的状态，定时器的计数
10、器、比较输出和预定标计数器均保持不变。定标计数器均保持不变。2 2）连续递增计数模式连续递增计数模式TMODE1&0TMODE1&00101u 连续递增计数模式下，连续递增计数模式下，GPTCONA/BGPTCONA/B中的计数方向标识位为中的计数方向标识位为1 1u 输入时钟可以是内部或外部时钟，输入时钟可以是内部或外部时钟，TDIRA/BTDIRA/B不起作用不起作用u 定时器周期的时间为（定时器周期的时间为（TxPR+1TxPR+1）个定标后的时钟输入周期）个定标后的时钟输入周期u 该模式下，定时器按照预定标的输入时钟计数，在计数值和周期寄存器该模式下，定时器按照预定标的输入时钟计数，在
11、计数值和周期寄存器匹配后的下一个时钟上升沿，计数器复位为匹配后的下一个时钟上升沿，计数器复位为0 0，并开始下一个计数周期。，并开始下一个计数周期。9连续递增计数模式u 在计数器与周期寄存器匹配一个时钟周期后，在计数器与周期寄存器匹配一个时钟周期后，周期中断周期中断标志标志置位。该周期中断可通过置位。该周期中断可通过GPTCONA/BGPTCONA/B相应位来启动相应位来启动ADCADC。u 在计数器复位为在计数器复位为0 0后的一个时钟周期，后的一个时钟周期，下溢中断下溢中断标志被置位。标志被置位。同样，该周期中断可通过同样，该周期中断可通过GPTCONA/BGPTCONA/B相应位来启动相
12、应位来启动ADCADC。 提示：提示：连续递增计数模式连续递增计数模式特别适于边沿触发或非对称特别适于边沿触发或非对称PWM波形产生等应用，也波形产生等应用，也适于电机和运动控制系统中适于电机和运动控制系统中采样周期的产生。采样周期的产生。101 1）非对称非对称波形的产生波形的产生u 当定时器工作于当定时器工作于连续递增计数模式连续递增计数模式时，产生非对称波形时，产生非对称波形u 有效的输出脉冲宽度有效的输出脉冲宽度( (TxPR+1TxPR+1)-TxCMPR)-TxCMPRu PWM PWM的占空比可以从的占空比可以从0 0100100变化变化u 对于非对称对于非对称PWMPWM波形，
13、改变比较寄存器值仅改变波形，改变比较寄存器值仅改变PWMPWM脉冲的一侧脉冲的一侧通用定时器的比较操作(1(1) )(2(2) )(4(4) )(3(3) )(6(6) )(7(7) )TxCMPR=0TxCMPR=0TxCMPRTxPRTxCMPRTxPRTxCMPRTxPRTxCMPRTxPR(8(8) )(9(9) )TxCMPR0TxCMPR0(5(5) )2 2）直到比较匹配前保持不变（）直到比较匹配前保持不变（TxCNTTxCMPRTxCNTTxPRTxCMPRTxPR，则整个计数周期内输出为，则整个计数周期内输出为0 0（占空比为（占空比为0 0 ）4 4）跳变后保持不变直到周期
14、结束）跳变后保持不变直到周期结束100011定向递增/递减计数模式3 3）定向递增定向递增/ /递减计数模式递减计数模式TMODE1&0TMODE1&01010u 该模式下，计数方向受该模式下，计数方向受TDIRA/B引脚的输入信号控制引脚的输入信号控制 a）TDIRA/B=1：从从TxCNT0递增递增计数直到计数直到TxCNT=TxPR或或0xFFFF时，时，TxCNT0，然后重新递增计数到周期寄存器的值；，然后重新递增计数到周期寄存器的值； b) TDIRA/B=0：从从TxCNT=TxPR递减递减计数直到计数直到TxCNT0，然后重，然后重新载入周期寄存器的值，并继续计数。新载入周期寄存
15、器的值，并继续计数。u 周期、下溢、上溢中断标志及其操作与连续计数方式相同周期、下溢、上溢中断标志及其操作与连续计数方式相同u 同样，由同样，由GPTCONA/B中的计数方向标识位可知增或减计数中的计数方向标识位可知增或减计数u 当当TDIRA/B引脚的电平变化后，引脚的电平变化后，需要在结束当前计数脉冲，需要在结束当前计数脉冲，并延迟一个计数脉冲后才变化并延迟一个计数脉冲后才变化，见下图见下图。 12定向递增/递减计数模式 通常，通用定时器通常，通用定时器2/42/4的定向增的定向增/ /减计数模减计数模式与式与QEPQEP电路结合使用，由电路结合使用，由QEPQEP电路为定时器电路为定时器
16、提供计数时钟和计数方向。该模式主要用于提供计数时钟和计数方向。该模式主要用于QEPQEP中对中对光电编码器光电编码器的脉冲计数。的脉冲计数。13连续递增/递减计数模式4 4）连续递增连续递增/ /递减计数模式递减计数模式TMODE1&0TMODE1&01111u 该模式下，计数方向不受该模式下，计数方向不受TDIRA/BTDIRA/B引脚的输入信号控制。首先递增计数直引脚的输入信号控制。首先递增计数直到到TxCNTTxCNT= =TxPRTxPR或或0xFFFF0xFFFF时，开始递减计数直到时，开始递减计数直到TxCNTTxCNT=0=0，然后重新从递减变，然后重新从递减变为递增计数；为递增
17、计数；u 除第一个周期外，计数周期都是除第一个周期外，计数周期都是2TxPR2TxPR个时钟定标后的周期；个时钟定标后的周期；u 周期、下溢、上溢中断标志及其操作与连续计数方式相同；周期、下溢、上溢中断标志及其操作与连续计数方式相同；u 同样，由同样，由GPTCONA/BGPTCONA/B中的计数方向标识位可知增或减计数。中的计数方向标识位可知增或减计数。 提示提示：连续递增：连续递增/减减计数模式特别适于电计数模式特别适于电机控制与功率电子等机控制与功率电子等应用产生中心对称的应用产生中心对称的PWM波形。波形。14对称波形的产生2 2）对称对称波形的产生波形的产生u 当定时器工作于当定时器
18、工作于连续递增连续递增/ /递减计数模式递减计数模式时，产生对称波形时，产生对称波形u 有效的输出脉冲宽度有效的输出脉冲宽度2TxPR2TxPR-TxCMPR-TxCMPRupup-TxCMPR-TxCMPRdown down u PWM PWM的占空比可以从的占空比可以从0 0100100变化变化 (1(1) )(2(2) )(3(3) )(4(4) )(5(5) )(6(6) )(7(7) )TxCMPR=0TxCMPR=0TxCMPRTxPRTxCMPRTxPRTxCMPRTxPRTxCMPRTxPRTxCMPR0TxCMPR02 2）直到比较匹配时保持不变（）直到比较匹配时保持不变（T
19、xCMPRTxPRTxCMPRTxPRTxCMPRTxPR，则整个计数周期内输出为，则整个计数周期内输出为0 0 （占空比为（占空比为0 0）4 4）第二次匹配前保持不变）第二次匹配前保持不变(8(8) )15使用通用定时器产生PWM信号u 每个通用定时器可以独立提供一个每个通用定时器可以独立提供一个PWMPWM输出通道，因此通用定时器最多输出通道，因此通用定时器最多可以提供四个通道的可以提供四个通道的PWMPWM输出。输出。u 设定设定PWMPWM信号的步骤：信号的步骤： 1）根据所需的）根据所需的PWM（载波）周期设置（载波）周期设置TxPR; 2）配置）配置 GPTCONA/B寄存器，设
20、定寄存器，设定PWM输出的极性输出的极性 3）设置）设置TxCON，确定计数模式和时钟源，启动，确定计数模式和时钟源，启动PWM输出；输出； 4）将所需的）将所需的PWM脉冲宽度（占空比）装载到脉冲宽度（占空比）装载到TxCMPR.u 对于对于连续递增计数连续递增计数方式，将所需方式，将所需PWMPWM周期除以定时器输入时钟的周期，周期除以定时器输入时钟的周期，然后减然后减1 1即得到即得到TxPRTxPR；对于对于；对于对于连续递增连续递增/ /递减计数递减计数方式，将所需方式，将所需PWMPWM周期除周期除以以2 2倍的定时器输入时钟周期即得到倍的定时器输入时钟周期即得到TxPRTxPR
21、。例如：若例如：若HSPCLK=75MHz, 定时器定时器 时钟不分频时钟不分频, 要产生要产生20kHz的的PWM波波形，则连续递增计数方式下形，则连续递增计数方式下TxPR=75M/20k-1=3749, 连续递增连续递增/递减计数方递减计数方式下式下TxPR=75M/20k/2=1875。16 PWMPWM电路具有如下特点：电路具有如下特点：u 每个事件管理器可产生每个事件管理器可产生8 8路路PWM信号，其中信号，其中3对对PWM信号信号由比较单元产生（死区可编程），由比较单元产生（死区可编程），2路路由通用定时器产生；由通用定时器产生；u 可设置的最小死区、最小脉冲宽度为一个可设置的
22、最小死区、最小脉冲宽度为一个CPU时钟；时钟；u PWM的最高分辨率为的最高分辨率为16位；位；u 可快速改变可快速改变PWM的载波频率和脉宽（双缓冲结构）；的载波频率和脉宽（双缓冲结构）；u 功率驱动保护中断功率驱动保护中断PDINTx可以直接屏蔽可以直接屏蔽PWM输出；输出；u 能够产生可编程的对称、非对称和能够产生可编程的对称、非对称和空间矢量空间矢量PWM波形；波形；u 比较寄存器和周期寄存器可自动加载，减少比较寄存器和周期寄存器可自动加载，减少CPU开销开销。8.3 PWM电路178.3.1 PWM8.3.1 PWM电路与比较单元电路与比较单元EVA模块的模块的PWM电路包括以下功能
23、单元：电路包括以下功能单元：u 对称对称/非对称波形发生器（非对称波形发生器（与通用定时器相似与通用定时器相似）u 可编程的死区单元可编程的死区单元(DBU)u 输出逻辑控制输出逻辑控制u 空间矢量空间矢量PWM状态机状态机 提示：这些集成的提示：这些集成的PWMPWM电路尤其适于电机控制和运动控制等电路尤其适于电机控制和运动控制等应用领域，从而可以简化硬件电路并减少应用领域，从而可以简化硬件电路并减少CPUCPU的开销。的开销。 EVAEVA模块的模块的PWMPWM波形产生由以下寄存器设定：波形产生由以下寄存器设定：T1CONT1CON、COMCONACOMCONA、ACTRAACTRA和和
24、DBTCONADBTCONA。18PWM电路框图D12:11D12:11计数模式计数模式 0000停止停止/ /保持保持0101连续增连续增/ /减计数减计数1010连续增计数连续增计数1111定向增定向增/ /减计数减计数D12D120 0禁止空间矢量禁止空间矢量PWMPWM1 1使能空间矢量使能空间矢量PWMPWM空间矢量空间矢量PWMPWM的的设置：设置：1 1）方向；）方向；2 2）矢量位）矢量位0000强制低强制低0101有效低有效低1010有效高有效高1111强制高强制高D11:0D11:0D9 D9 完全比较输出使能完全比较输出使能 0 0PWM1-6PWM1-6为高阻状态为高阻
25、状态1 1使能使能 PWMPWM各路输出各路输出19可编程死区单元u 每个事件管理器模块都有每个事件管理器模块都有一个一个死区控制单元，死区单元的输入为来自比死区控制单元，死区单元的输入为来自比较单元的信号较单元的信号PHxPHx（x=1,2,3x=1,2,3），对于每个输入产生两个输出信号），对于每个输入产生两个输出信号DTPHxDTPHx和和DTPHxDTPHx_ _；u 当死区控制使能时，这两个输出信号的跳变沿被一段称作死区的时间间当死区控制使能时，这两个输出信号的跳变沿被一段称作死区的时间间隔分开，这个时间段由隔分开，这个时间段由DBTCONxDBTCONx来设定。来设定。提示：设置死
26、区的目的在于防止每个比较单元对应的两路提示：设置死区的目的在于防止每个比较单元对应的两路PWMPWM信号同时打开被控功率桥的上下臂形成直通状态导致短路。信号同时打开被控功率桥的上下臂形成直通状态导致短路。M208.3.2 PWM波形的产生u PWM信号是一系列幅值/频率固定、宽度可变的脉冲序列；u PWM（载波）频率 f 和PWM周期 T: f = 1/T；u 每个载波周期PWM信号的脉冲宽度（占空比）根据调制信号的幅值确定。 提示：通常调制信号的频率通常远低于载波频率。提示：通常调制信号的频率通常远低于载波频率。218.3.3 采用事件管理器产生PWMu 每个每个EV模块中，有模块中，有3对
27、对死区死区和和极性极性可编程的可编程的PWM输出引脚输出引脚PWM1-6或或PWM7-12，这，这6个特定的个特定的PWM输出可用于控制三输出可用于控制三相交流感应电机、永磁同步电机和直流无刷电机等；相交流感应电机、永磁同步电机和直流无刷电机等；u 与通用定时器产生的与通用定时器产生的PWM输出相比，输出相比，PWM电路除了可以电路除了可以产生对称、非对称产生对称、非对称PWM波形外，三个比较单元结合使用还可波形外，三个比较单元结合使用还可以产生三相对称的空间矢量以产生三相对称的空间矢量PWM输出。输出。 MPWM3VDCPWM4PWM1PWM2PWM5PWM622比较单元框图死区控制寄存器死
28、区控制寄存器DBTCONA比较控制寄存器比较控制寄存器COMCONAT1PR& T1CON比较方式控制寄存器比较方式控制寄存器ACTRACMPRxT1CNT需要配置的寄存器包括（对于需要配置的寄存器包括（对于EVAEVA） ： COMCONA、 CMPRx、T1PR、 T1CON 、 ACTRA、DBTCONA 。程序执行过程不断刷新程序执行过程不断刷新CMPRxCMPRx可以改变可以改变6 6路路PWMPWM输出的占空比。输出的占空比。23非对称PWM波形产生u PWM PWM脉冲不是关于脉冲不是关于PWMPWM周期中心对称，脉冲宽度只能从脉冲的一侧开始周期中心对称，脉冲宽度只能从脉冲的一侧
29、开始变化；变化；u 同样，定时器设定为同样，定时器设定为连续递增连续递增计数模式；计数模式；u 所有所有PWMPWM输出引脚受同一个死区值控制。输出引脚受同一个死区值控制。10024对称PWM波形产生u PWM PWM脉冲关于脉冲关于PWMPWM周期中心对称；周期中心对称；u 同样，定时器设定为同样，定时器设定为连续递增连续递增/ /递减递减计数模式；计数模式；u 当采用正弦波调制时，采用对称当采用正弦波调制时，采用对称PWMPWM波形有助于减小交流电机中相电流波形有助于减小交流电机中相电流的谐波分量。的谐波分量。 258.4 捕获单元捕获单元概述捕获单元概述u EVAEVA和和EVBEVB各
30、有各有3 3个捕获单元用于捕获外部引脚上的电平跳变，分别对应输个捕获单元用于捕获外部引脚上的电平跳变，分别对应输入引脚入引脚CAP1CAP1CAP3CAP3和和CAP4CAP4CAP6CAP6，每个捕获单元有一个可屏蔽的中断标志位每个捕获单元有一个可屏蔽的中断标志位和一个两级深的和一个两级深的FIFOFIFO推栈；推栈；u EVAEVA可以选择定时器可以选择定时器1/21/2（EVBEVB选择定时器选择定时器3/43/4）作为时间基准；）作为时间基准；u 用户可设定的跳变检测（上升沿、下降沿、用户可设定的跳变检测（上升沿、下降沿、上升和下降沿上升和下降沿）。）。 捕获单元的操作捕获单元的操作：
31、 1 1）捕获单元能够捕获外部引脚的跳变）捕获单元能够捕获外部引脚的跳变( (上升沿上升沿/ /下降沿下降沿) )，当检测到特定的，当检测到特定的跳变时，跳变时，定时器的值定时器的值将被捕获并存入到一个两级深的将被捕获并存入到一个两级深的FIFOFIFO推栈中，捕获推栈中，捕获FIFOFIFO状态寄存器状态寄存器CAPFIFOA/BCAPFIFOA/B相应的位就进行调整，以反映相应的位就进行调整，以反映FIFOFIFO堆栈的状态；堆栈的状态； 2 2）如果有一个或多个有效的捕获值存到）如果有一个或多个有效的捕获值存到FIFOFIFO中，将会使相应的中断标志中，将会使相应的中断标志位置位；如果中
32、断未被屏蔽，将产生一个外设中断申请。位置位；如果中断未被屏蔽，将产生一个外设中断申请。CAP1FIFO 0x7423CAP1FIFO 0x7423CAP1FBOT 0x7427CAP1FBOT 0x742726捕获单元的应用u BLDC BLDC电机的换向电机的换向1 1）检测转子磁极的位置，设为）检测转子磁极的位置，设为IOIO模式，直接读取引脚电平；模式，直接读取引脚电平；2 2）可采用中断或查询方式。）可采用中断或查询方式。u BLDCBLDC电机的速度检测电机的速度检测 通过检测霍尔信号的脉冲宽度，通过检测霍尔信号的脉冲宽度，结合电机极对数结合电机极对数n n来计算转速。来计算转速。6
33、0120180240300NHall Sensor 1Hall Sensor 2Hall Sensor 3Capture 1Capture 2Capture 3=360/(6n)t=t2-t1=KpTclk=/tn=1n=127u 每个事件管理器模块都有每个事件管理器模块都有一个一个正交脉冲编码（正交脉冲编码（QEPQEP）电路；）电路；u QEPQEP输入引脚与捕获单元输入引脚与捕获单元共用共用，如果，如果QEPQEP电路被使能，可以电路被使能，可以对对CAP1/QEP1CAP1/QEP1和和CAP2/QEP2CAP2/QEP2（对于（对于EVAEVA）引脚上的正交脉冲进行编码）引脚上的正交
34、脉冲进行编码和计数和计数 ，此时捕获功能被禁止；，此时捕获功能被禁止；8.5 正交脉冲编码电路u QEP QEP电路的输入脉冲经过电路的输入脉冲经过4 4倍倍频和辨向频和辨向作为定时器的作为定时器的2/42/4的时的时钟源和方向控制信号，此时定钟源和方向控制信号，此时定时器必须工作在时器必须工作在定向增定向增/ /减计数减计数模式，预定标参数恒为模式，预定标参数恒为1 1，且定，且定时器的外部输入引脚时器的外部输入引脚（TDIRA/BTDIRA/B、TCLKINA/BTCLKINA/B）不起作用。不起作用。 slots spaced slots spaced q q q q deg. apar
35、t deg. apart photo sensors spaced photo sensors spaced q q q q/4 deg. apart/4 deg. apartlight source (LED)light source (LED)shaft rotationshaft rotationCh. ACh. ACh. BCh. Bq q q qq q q q/4/428QEP编码脉冲和处理u 正交编码脉冲是两个频率可变，相位相差正交编码脉冲是两个频率可变，相位相差9090的脉冲序列；的脉冲序列；u 如果如果QEP1的脉冲输入超前的脉冲输入超前QEP2，则定时器进行递增计数；，则定时
36、器进行递增计数；反之，则进行递减计数；反之，则进行递减计数；u QEP电路对输入脉冲的上升沿和下降沿均进行计数，因此电路对输入脉冲的上升沿和下降沿均进行计数，因此QEP电路对输入脉冲进行四倍频。电路对输入脉冲进行四倍频。减计数减计数加计数加计数29BLDC电机控制系统原理框图CH BCH AHA CHA BHA APH CPH BPH A差分差分三相三相PWM功率放大功率放大换向逻辑换向逻辑电流传感器电流传感器位移位移速度速度加速度加速度设定设定直流直流无刷电无刷电机机位置环位置环控制器控制器速度环速度环控制器控制器电流环电流环控制器控制器上位机上位机DSP系统系统QEPSCICANADCPW
37、MCAP308.6 事件管理器中断u 每个事件管理器的中断模块均分为三组，每组都有相应的中断标志寄存每个事件管理器的中断模块均分为三组，每组都有相应的中断标志寄存器和中断使能寄存器，见下表；器和中断使能寄存器，见下表；u当当EVEV模块中有中断产生时，中断标志寄存器中的中断标志置位为模块中有中断产生时，中断标志寄存器中的中断标志置位为1 1，如果，如果该中断未被屏蔽（该中断未被屏蔽（EVAIMRxEVAIMRx中相应位被置中相应位被置1 1），），PIEPIE将产生一个外设中断；将产生一个外设中断；u 外设中断寄存器中的中断标志必须在外设中断寄存器中的中断标志必须在ISRISR中通过软件清除，
38、否则将导致中通过软件清除，否则将导致随后产生相同中断时无法发出中断请求。随后产生相同中断时无法发出中断请求。31事件管理器A的中断32事件管理器功能概述：事件管理器功能概述：1）两个定时器）两个定时器：为为PWM、CAP、QEP电路提供事件基准；电路提供事件基准；2）PWM电路电路：提供八路（六路死区可编程）提供八路（六路死区可编程）PWM信号；信号；3）捕获单元：）捕获单元：实现实现BLDC电机的电子换向和速度测量；电机的电子换向和速度测量；4）QEP电路：电路：实现和正交脉冲编码器的接口。实现和正交脉冲编码器的接口。第八讲第八讲 内容总结内容总结光电编码器光电编码器霍尔传感器霍尔传感器功率
39、放大器功率放大器电流传感器电流传感器33思考题1 1、PWMPWM功率放大器与线性功率放大器相比有何优点？功率放大器与线性功率放大器相比有何优点？2 2、事件管理器中的通用定时器与、事件管理器中的通用定时器与CPUCPU通用定时器相比有何通用定时器相比有何特点？特点？3 3、对于直流无刷电机，分别简述采用正交脉冲编码器和通、对于直流无刷电机，分别简述采用正交脉冲编码器和通过检测磁极位置的霍尔传感器测量电机转速的方法。过检测磁极位置的霍尔传感器测量电机转速的方法。34今后的课程安排1、课堂教学本次课后结束，实验预计到第、课堂教学本次课后结束，实验预计到第11或或12周结周结束；束；2、课程设计报
40、告的考查初步定于第、课程设计报告的考查初步定于第14周周五（周周五（5月月30日日）上午）上午8:00-11:30，地点在，地点在4101房间，将提前一房间，将提前一周在网络学堂上通知报告排序；周在网络学堂上通知报告排序；3、欢迎同学们对课堂教学和实验内容提出宝贵建议。、欢迎同学们对课堂教学和实验内容提出宝贵建议。35事件管理器功能框图重点内容重点内容36通用定时器框图全局控制寄存器全局控制寄存器GPTCONA/BGPTCONA/B确定通用定时确定通用定时器实现具体任务时需要采取的操作方式，器实现具体任务时需要采取的操作方式，并确定定时器的计数方向。并确定定时器的计数方向。定时器定时器2/42
41、/4可以使用定时器可以使用定时器1/31/3的周期寄的周期寄存器，反过来不可以。存器，反过来不可以。37通用定时器控制寄存器T2STAT/T1STAT定时器的状态：0递减计数，1递增计数T2CTRIPE/T1CTRIPETxCTRIP使能（当EXTCON01时有效） 0屏蔽TxCTRIP，1使能TxCTRIPT2TOADC/T1TOADCTx启动ADC：00无事件启动，01下溢中断启动， 10周期中断启动，11比较中断启动ADCT2CMPOE/T1CMPOE比较输出使能（当EXTCON01时有效） : 0比较输出高阻，1由定时器触发驱动T2PIN/T1PIN定时器比较输出极性选择： 00强制低
42、，01低有效，10高有效，11强制高38定时器控制寄存器TxCONFree，Soft仿真控制位，缺省值为00TMODE1-0计数模式: 00-保持, 01-连续增/减, 10-连续增计数, 11-定向增定向增/减计数减计数TPS2-TPS0输入时钟预定标参数：HSPCLK/2(TPS2TPS0)， 0128T2SWT1/T4WST3T2/T4的使能选择:0自己的使能位，1使用T1/T3的使能位TENABLE定时器使能位：0停止定时器工作，1使能定时器工作TCLKS1-0时钟源选择：00内部(HSPCLK)，01外部(TCLKIN)，11QEP电路TCLD1-0比较寄存器装载条件：00计数值为0
43、，01等于0或TxPR，10立即TECMPR定时器比较使能：0禁止定时器比较操作，1使能定时器比较操作SELT1PR/SELT3PR周期寄存器选择：0使用自己的PR，1使用T1PR或T3PR39定时器比较寄存器T1CMPRT1CMPR：保存定时器的计数比较值：保存定时器的计数比较值比较寄存器中的值用于不断地与定时器的计数值比较。当比较匹配时（TxCNT=TxCMPR），将产生下列事件：u 根据GPTCONA/B中设置的模式，比较输出引脚将产生跳变u 相应的中断标志置位，同时可设置GPTCON启动A/D转换器u 如果中断未被屏蔽，则产生一个外设中断申请通过设置TxCON1中的使能位，可以使能或禁
44、止比较操作40定时器周期计数器TxPRTxPR定时器定时器x x计数的周期值计数的周期值 通用定时器的周期寄存器内存放的值决定了定时器的周期。当周期寄存器的值与计数器值相等时，根据定时器的工作模式，计数器或复位为0，或递减计数。41死区定时器控制寄存器DBT30死区定时器周期死区定时器周期(m=015)，减计数，减计数EDBT31死区定时器使能，分别对应死区定时器使能，分别对应PWM5&6、 PWM3&4PWM3&4、 PWM2&1PWM2&1 0屏蔽，屏蔽，1使能使能DBTPS20死区定时器预定标控制位死区定时器预定标控制位( (101-111101-111相同相同) )：x/2p=x/(1
45、32)死区时间死区时间=1/HSPCLKm2p 其中其中HSPCLK=SYSCLKOUT/(114)取取HSPCLK37.5MHz，则死区时间，则死区时间0，12.8s427.3.4 空间矢量PWMu 空间矢量PWM是实现三相功率逆变器的6个功率管控制的一种方法，其优点在于能够保证三相交流电机的绕组中产生较小的电路谐波；u 与正弦波调制相比，能够提高电源的利用率；u 广泛应用于控制三相感应电机、永磁同步电机等实现全数字的交流伺服/驱动系统。建议：建议： 结合第结合第1111章内容自学。章内容自学。437.4 捕获单元7.4.1 7.4.1 捕获单元概述捕获单元概述u EVAEVA和和EVBEV
46、B各有各有3 3个捕获单元用于捕获外部引脚上的电平跳变，分别对应输个捕获单元用于捕获外部引脚上的电平跳变，分别对应输入引脚入引脚CAP1CAP1CAP3CAP3和和CAP4CAP4CAP6CAP6，每个捕获单元有一个可屏蔽的中断标志位每个捕获单元有一个可屏蔽的中断标志位和一个两级深的和一个两级深的FIFOFIFO推栈推栈u EVAEVA可以选择定时器可以选择定时器1/21/2（EVBEVB选择定时器选择定时器3/43/4）作为时间基准）作为时间基准u 复位时所有捕获单元的寄存器被清零复位时所有捕获单元的寄存器被清零u 捕获单元操作捕获单元操作： 1 1）捕获单元能够捕获外部引脚的跳变）捕获单元
47、能够捕获外部引脚的跳变( (上升沿上升沿/ /下降沿下降沿) )，当检测到特定的，当检测到特定的跳变时，定时器的值将被捕获并存入到一个两级深的跳变时，定时器的值将被捕获并存入到一个两级深的FIFOFIFO推栈中，捕获推栈中，捕获FIFOFIFO状态寄存器状态寄存器CAPFIFOA/BCAPFIFOA/B相应的位就进行调整，以反映相应的位就进行调整，以反映FIFOFIFO堆栈的状态；堆栈的状态； 2 2）如果有一个或多个有效的捕获值存到）如果有一个或多个有效的捕获值存到FIFOFIFO中，将会使相应的中断标志中，将会使相应的中断标志位置位；如果中断未被屏蔽，将产生一个外设中断申请。位置位；如果中
48、断未被屏蔽，将产生一个外设中断申请。44捕获单元框图0 0选择定时器选择定时器2 21 1选择定时器选择定时器1 10000禁止禁止CAP1&2CAP1&20101使能使能CAP1&2CAP1&20 0禁止禁止CAP3CAP31 1使能使能CAP3CAP3D12D12D14:13D14:13D10D10CAP3CAP3D9D9CAP1&2CAP1&20000不检测不检测0101检测上升沿检测上升沿1010检测下降沿检测下降沿1111检测两个边沿检测两个边沿0 0寄存器清零寄存器清零1 1无操作无操作D8D8D7:6D7:6CAP1CAP1D5:4D5:4CAP2CAP2D3:2D3:2CAP3
49、CAP3Capture Control RegisterCapture Control RegisterCAPCONACAPCONAD15D150 0无操作无操作1 1CAP3CAP3中断置位中断置位 时启动时启动ADCADCT2CNTT2CNTT1CNTT1CNT45捕获单元FIFOu 捕获单元的两级捕获单元的两级FIFOFIFO堆栈：顶部堆栈堆栈：顶部堆栈CAPxFIFOCAPxFIFO与底部堆栈与底部堆栈CAPxFBOTCAPxFBOTu 顶部堆栈寄存器为只读，存放捕获单元捕获到的最早计数值顶部堆栈寄存器为只读，存放捕获单元捕获到的最早计数值u 当读取当读取CAPxFIFOCAPxFIF
50、O中的计数值时，中的计数值时， CAPxFBOTCAPxFBOT自动载入自动载入CAPxFIFOCAPxFIFO第一次捕获第一次捕获：当输入引脚电平出现跳变时，捕获单元奖定时器的计数值写：当输入引脚电平出现跳变时，捕获单元奖定时器的计数值写入到入到CAPxFIFOCAPxFIFO，同时相应的状态位置为，同时相应的状态位置为0101。如果在下一次捕获之前读取了。如果在下一次捕获之前读取了FIFOFIFO堆栈，则堆栈，则FIFOFIFO状态位被复位为状态位被复位为0000。第二次捕获第二次捕获：如果前一次捕获计数值被读取前产生了另一次捕获，则新的：如果前一次捕获计数值被读取前产生了另一次捕获，则新
51、的计数值送至计数值送至CAPxFBOTCAPxFBOT，相应的状态位置为，相应的状态位置为1010，同时中断标志置位。如果中，同时中断标志置位。如果中断未被屏蔽，则产生一个外设中断请求。断未被屏蔽，则产生一个外设中断请求。第三次捕获第三次捕获：如果捕获发生时，：如果捕获发生时，FIFOFIFO堆栈已有两个计数值，则堆栈已有两个计数值，则CAPxFIFOCAPxFIFO中中的计数值将被丢弃，而的计数值将被丢弃，而CAPxFBOTCAPxFBOT自动载入自动载入CAPxFIFOCAPxFIFO，新的计数值送入，新的计数值送入CAPxFBOTCAPxFBOT，相应的状态位置为相应的状态位置为1111
52、，表面有捕获计数值被丢弃。，表面有捕获计数值被丢弃。同时中断标志同时中断标志置位，如果中断未被屏蔽，则产生一个外设中断请求。置位，如果中断未被屏蔽，则产生一个外设中断请求。46捕获单元的设置为使捕获单元能够正常工作，必须配置下列寄存器：为使捕获单元能够正常工作，必须配置下列寄存器：1 1）初始化）初始化CAPFIFOA/BCAPFIFOA/B寄存器，清除相应的状态位；寄存器，清除相应的状态位；2 2）设置使用的通用定时器的工作模式）设置使用的通用定时器的工作模式TxCONTxCON；3 3）设置所使用定时器的周期寄存器）设置所使用定时器的周期寄存器TxPRTxPR；4 4）配置）配置CAPCO
53、NA/BCAPCONA/B寄存器。寄存器。477.5 正交脉冲编码电路u 每个时间管理器模块都有一个正交脉冲编码（QEP）电路；u QEP输入引脚与捕获单元共用，如果QEP电路被使能，可以对CAP1/QEP1和CAP2/QEP2（对于EVA）引脚上的正交脉冲进行编码和计数 ，此时捕获功能被禁止；u QEP电路的输入脉冲经过4倍频和辨向作为通用定时器的2/4的时钟源和方向控制信号，此时定时器必须工作在定向增/减计数模式，预定标参数恒为1,且定时器的外部输入引脚（TDIRA/B、TCLKINA/B）不起作用；u 在定时器的周期、上溢、下溢、比较匹配时中断置位 。 提示：提示：QEPQEP电路用于连
54、接一个光电编码器电路用于连接一个光电编码器/ /光栅尺，以获得旋光栅尺，以获得旋转电机的角度和角速度等信息。转电机的角度和角速度等信息。48QEP电路框图时钟源选择：时钟源选择：0000内部时钟（内部时钟（CLKOUTCLKOUT）0101外部时钟（外部时钟（CLKINCLKIN）1111QEPQEP电路电路D10:8D10:8D5:4D5:40000禁止捕获单元禁止捕获单元1&21&20101使能捕获单元使能捕获单元1&21&2D14:13D14:13输入时钟预定标参输入时钟预定标参数：数：x/(1128)4 4倍频与辨向倍频与辨向49QEP编码脉冲和处理u 正交编码脉冲是两个频率可变，相位相差90的脉冲序列；u 如果QEP1的脉冲输入超前QEP2，则定时器进行递增计数；反之，则进行递减计数；u QEP电路对输入脉冲的上升沿和下降沿均进行计数，因此QEP电路对输入脉冲进行四倍频。减计数减计数加计数加计数50BLDC控制系统组成框图TMS320F28TMS320F28目标板目标板51结束结束
