單片機(jī)第7章S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例

1、基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例合肥工業(yè)大學(xué)合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械與汽車(chē)工程學(xué)院滕滕 勤勤2014.42014.4基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例本章內(nèi)容本章內(nèi)容p 7.1 PWM7.1 PWM模塊概述模塊概述p 7.2 PWM7.2 PWM模塊結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)模塊結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)p 7.3 PWM7.3 PWM模塊工作原理模塊工作原理p 7.4 PWM7.4 PWM模塊寄存器及設(shè)置模塊寄存器及設(shè)置p 7.5 PWM7.5 PWM模塊基礎(chǔ)應(yīng)用實(shí)例模

2、塊基礎(chǔ)應(yīng)用實(shí)例p 7.6 7.6 智能車(chē)系統(tǒng)中智能車(chē)系統(tǒng)中PWMPWM模塊的應(yīng)用模塊的應(yīng)用基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.1 PWM7.1 PWM模塊概述模塊概述p 【脈沖寬度調(diào)制【脈沖寬度調(diào)制（P Pulseulse W Widthidth M Modulateodulate，PWMPWM】通過(guò)軟件編程來(lái)調(diào)節(jié)波通過(guò)軟件編程來(lái)調(diào)節(jié)波形的占空比和周期，以產(chǎn)生精確的輸出脈沖序列。形的占空比和周期，以產(chǎn)生精確的輸出脈沖序列。7.1.1 PWM7.1.1 PWM信號(hào)的產(chǎn)生方法信號(hào)的產(chǎn)生方法p 利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)PW

3、MPWM波的方法：波的方法：利用軟件延時(shí)利用軟件延時(shí)p 通過(guò)指令構(gòu)成程序循環(huán)，在不同的循環(huán)結(jié)束時(shí)，改變通過(guò)指令構(gòu)成程序循環(huán)，在不同的循環(huán)結(jié)束時(shí)，改變I/OI/O口的電平?？诘碾娖健！救秉c(diǎn)【缺點(diǎn)】極大地占用了極大地占用了CPUCPU資源，而且不易產(chǎn)生精確的脈沖序列。資源，而且不易產(chǎn)生精確的脈沖序列。利用利用輸出比較功能或模數(shù)遞減計(jì)數(shù)器輸出比較功能或模數(shù)遞減計(jì)數(shù)器p 通過(guò)軟件編程，任意設(shè)定高、低電平的時(shí)間常數(shù)，輸出通過(guò)軟件編程，任意設(shè)定高、低電平的時(shí)間常數(shù)，輸出PWMPWM脈沖信號(hào)。脈沖信號(hào)。【缺點(diǎn)【缺點(diǎn)】由于需要重置計(jì)數(shù)初值，在一定程度上占用由于需要重置計(jì)數(shù)初值，在一定程度上占用CPUCPU的時(shí)

4、間。的時(shí)間。基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.1 PWM7.1 PWM模塊概述模塊概述7.1.1 PWM7.1.1 PWM信號(hào)的產(chǎn)生方法信號(hào)的產(chǎn)生方法利用內(nèi)置的利用內(nèi)置的PWMPWM模塊模塊p 單片機(jī)內(nèi)部集成的單片機(jī)內(nèi)部集成的PWMPWM模塊專門(mén)用于輸出模塊專門(mén)用于輸出PWMPWM信號(hào)。信號(hào)。 【優(yōu)點(diǎn)【優(yōu)點(diǎn)】基本上不占用基本上不占用CPUCPU資源。資源。7.1.2 7.1.2 微控制器微控制器PWMPWM模塊的用途模塊的用途p 【應(yīng)用場(chǎng)合【應(yīng)用場(chǎng)合】工業(yè)控制和消費(fèi)類(lèi)機(jī)電產(chǎn)品。工業(yè)控制和消費(fèi)類(lèi)機(jī)電產(chǎn)品。 【D/AD/A

5、轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換】與一個(gè)低通濾波器配合，輸出一個(gè)與脈寬成正比的直流電壓。與一個(gè)低通濾波器配合，輸出一個(gè)與脈寬成正比的直流電壓。 【開(kāi)關(guān)量控制【開(kāi)關(guān)量控制】 【變頻調(diào)速【變頻調(diào)速】利用利用PWMPWM模塊產(chǎn)生不同頻率的電壓信號(hào)，調(diào)節(jié)交流電動(dòng)機(jī)的模塊產(chǎn)生不同頻率的電壓信號(hào)，調(diào)節(jié)交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，常用于變頻器、變頻空調(diào)、節(jié)能冰箱等。轉(zhuǎn)速，常用于變頻器、變頻空調(diào)、節(jié)能冰箱等?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.1 PWM7.1 PWM模塊概述模塊概述7.1.2 PWM7.1.2 PWM模塊的用途模塊的用途 【平均電流或電壓控制【平均電流

6、或電壓控制】直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速燈光亮度調(diào)節(jié)燈光亮度調(diào)節(jié)比例電磁閥控制比例電磁閥控制電噴汽油機(jī)的怠速控制閥、電噴汽油機(jī)的怠速控制閥、EGREGR控制閥、控制閥、VVTVVT機(jī)構(gòu)機(jī)油機(jī)構(gòu)機(jī)油壓力控制閥，高壓共軌柴油機(jī)的壓力控制閥，高壓共軌柴油機(jī)的PCRPCR閥、閥、VNTVNT增壓壓力調(diào)節(jié)閥等。增壓壓力調(diào)節(jié)閥等。 直流伺服電動(dòng)機(jī)控制直流伺服電動(dòng)機(jī)控制航?；蛑悄苄≤?chē)的舵機(jī)控制，發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)調(diào)節(jié)，航?；蛑悄苄≤?chē)的舵機(jī)控制，發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)調(diào)節(jié)，無(wú)人機(jī)機(jī)翼調(diào)節(jié)，無(wú)人自動(dòng)駕駛汽車(chē)的方向盤(pán)控制等。無(wú)人機(jī)機(jī)翼調(diào)節(jié)，無(wú)人自動(dòng)駕駛汽車(chē)的方向盤(pán)控制等。 【控制命令字編碼【控制命令字編碼】無(wú)線遙控車(chē)的控制，通信

7、編碼，電視機(jī)、空調(diào)的遙控部分。無(wú)線遙控車(chē)的控制，通信編碼，電視機(jī)、空調(diào)的遙控部分。基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.2 PWM7.2 PWM模塊結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)模塊結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)p MC9S12DG128MC9S12DG128單片機(jī)的單片機(jī)的PWMPWM模塊與端口模塊與端口P P共享引腳。共享引腳。p 當(dāng)當(dāng)PWMPWM功能激活后，功能激活后，P P口對(duì)應(yīng)引腳的通口對(duì)應(yīng)引腳的通用用I/OI/O功能自動(dòng)關(guān)閉。功能自動(dòng)關(guān)閉。PWMPWM功能未啟用功能未啟用時(shí)，相應(yīng)的引腳可用作通用時(shí)，相應(yīng)的引腳可用作通用I/OI/O口?？凇！綪WMPW

8、M模塊特點(diǎn)模塊特點(diǎn)】p 工作頻率高工作頻率高當(dāng)振蕩器頻率為當(dāng)振蕩器頻率為16MHz16MHz時(shí)，時(shí)，PWMPWM模塊的最高時(shí)鐘頻率可達(dá)模塊的最高時(shí)鐘頻率可達(dá)25MHz25MHz。p 占空比可調(diào)范圍寬占空比可調(diào)范圍寬占空比調(diào)節(jié)范占空比調(diào)節(jié)范圍圍0 0100%100%。p 分辨率高分辨率高最高分辯能力達(dá)最高分辯能力達(dá)0.15%0.15%。有效有效時(shí)間時(shí)間無(wú)效無(wú)效時(shí)間時(shí)間周周期期平均值平均值0 %10 %50 %90 %99 %周期有效時(shí)間占空比 基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.2.1 PWM7.2.1 PWM模塊功能模塊

9、功能【組成【組成】p時(shí)鐘源、預(yù)分頻器、時(shí)鐘時(shí)鐘源、預(yù)分頻器、時(shí)鐘選擇開(kāi)關(guān)、分頻器和時(shí)鐘選擇開(kāi)關(guān)、分頻器和時(shí)鐘控制電路、控制電路、PWMPWM通道、使通道、使能控制、極性選擇、對(duì)齊能控制、極性選擇、對(duì)齊方式選擇以及對(duì)應(yīng)的輸出方式選擇以及對(duì)應(yīng)的輸出引腳。引腳。 7.2 PWM7.2 PWM模塊結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)模塊結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.2.1 PWM7.2.1 PWM模塊功能模塊功能【組成【組成】p 8 8路路8 8位獨(dú)立的位獨(dú)立的PWMPWM通道，通道，通過(guò)相應(yīng)的設(shè)置也可以通過(guò)相應(yīng)的設(shè)置也可以變?yōu)樽優(yōu)? 4

10、個(gè)個(gè)1616位位PWMPWM通道。通道。p 每個(gè)每個(gè)PWMPWM通道由獨(dú)立運(yùn)行通道由獨(dú)立運(yùn)行的的8 8位雙向脈沖計(jì)數(shù)器位雙向脈沖計(jì)數(shù)器PWMCNTPWMCNT、周期比較寄存、周期比較寄存器器PWMPERPWMPER和占空比比較和占空比比較寄存器寄存器PWMDTYPWMDTY等組成。等組成。7.2 PWM7.2 PWM模塊結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)模塊結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.2.1 PWM7.2.1 PWM模塊功能模塊功能p 【設(shè)置【設(shè)置】由周期寄存器和占空比寄存器確定由周期寄存器和占空比寄存器確定PWMPWM波形的

11、輸出波形的輸出周期和占空比周期和占空比。由極性寄存器由極性寄存器PWMPOLPWMPOL選擇選擇PWMPWM輸出波形的輸出波形的極性極性。由對(duì)齊方式選擇寄存器。由對(duì)齊方式選擇寄存器PWMCAEPWMCAE選擇選擇PWMPWM輸出波形的輸出波形的對(duì)齊方式對(duì)齊方式。p 【復(fù)位【復(fù)位】復(fù)位后復(fù)位后8 8位加位加/ /減脈沖計(jì)數(shù)器被設(shè)置為減脈沖計(jì)數(shù)器被設(shè)置為遞增計(jì)數(shù)遞增計(jì)數(shù)，所有通道禁止，所有通道禁止，即所有計(jì)數(shù)器不計(jì)數(shù)。即所有計(jì)數(shù)器不計(jì)數(shù)。p 【緊急關(guān)閉【緊急關(guān)閉】PWMPWM通道通道7 7除了用于波形輸出外，還作為緊急關(guān)閉功能的輸入。除了用于波形輸出外，還作為緊急關(guān)閉功能的輸入。p 【中斷【中斷】

12、PWMPWM模塊只有一個(gè)中斷源，在緊急關(guān)閉時(shí)產(chǎn)生。模塊只有一個(gè)中斷源，在緊急關(guān)閉時(shí)產(chǎn)生。若若PWMPWM關(guān)閉寄存器關(guān)閉寄存器PWMSDNPWMSDN中的中斷允許位中的中斷允許位PWMIEPWMIE置位，且緊急關(guān)閉允許置位，且緊急關(guān)閉允許（PWMSDNPWMSDN中的控制位中的控制位PWM7ENA=1PWM7ENA=1），當(dāng)），當(dāng)PWM7PWM7通道出現(xiàn)規(guī)定的緊急關(guān)閉有效通道出現(xiàn)規(guī)定的緊急關(guān)閉有效電平（由電平（由PWM7ILPWM7IL位決定低電平或高電平）時(shí)，中斷標(biāo)志位決定低電平或高電平）時(shí)，中斷標(biāo)志PWMIFPWMIF置位，向置位，向CPUCPU提出中斷請(qǐng)求。提出中斷請(qǐng)求。基于HCS12的嵌

13、入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.2 PWM7.2 PWM模塊結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)模塊結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)7.2.2 PWM7.2.2 PWM模塊基本特性模塊基本特性p 具有周期和占空比可編程的具有周期和占空比可編程的8 8個(gè)獨(dú)立個(gè)獨(dú)立PWMPWM通道；通道；p 每個(gè)每個(gè)PWMPWM通道具有獨(dú)立的計(jì)數(shù)器；通道具有獨(dú)立的計(jì)數(shù)器；p 每個(gè)通道可編程允許每個(gè)通道可編程允許/ /禁止禁止PWMPWM功能；功能；p 每個(gè)通道可軟件選擇每個(gè)通道可軟件選擇PWMPWM脈沖極性；脈沖極性；p 具有雙緩沖的周期和占空比寄存器，當(dāng)?shù)竭_(dá)有效周期終點(diǎn)（具有雙緩沖的周期和占空比寄存

14、器，當(dāng)?shù)竭_(dá)有效周期終點(diǎn)（PWMPWM到達(dá)到達(dá)0 0）或）或通道禁止時(shí)，修改值生效；通道禁止時(shí)，修改值生效；p 每個(gè)通道可編程中心對(duì)齊或左對(duì)齊輸出；每個(gè)通道可編程中心對(duì)齊或左對(duì)齊輸出；p 4 4個(gè)時(shí)鐘源（個(gè)時(shí)鐘源（A A、B B、SASA和和SBSB）提供寬帶頻率，可編程的時(shí)鐘選擇邏輯；）提供寬帶頻率，可編程的時(shí)鐘選擇邏輯；p 緊急關(guān)閉。緊急關(guān)閉?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.2 PWM7.2 PWM模塊結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)模塊結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)7.2.3 7.2.3 操作模式操作模式p【正常工作模式【正常工作模式】如果如果PWMPW

15、M模塊使能，模塊使能，PWMPWM連續(xù)不斷地工作。如果連續(xù)不斷地工作。如果8 8個(gè)通道都被禁止個(gè)通道都被禁止(PWME7(PWME7PWME0 =0)PWME0 =0)，為了節(jié)電，預(yù)分頻器計(jì)數(shù)器被關(guān)閉。，為了節(jié)電，預(yù)分頻器計(jì)數(shù)器被關(guān)閉。p【等待模式【等待模式】等待模式下，如果等待模式下，如果PWMPWM控制寄存器控制寄存器PWMCTLPWMCTL中的中的PSWAIPSWAI位位=0=0，PWMPWM可以連續(xù)不可以連續(xù)不斷地工作。斷地工作。如果如果PWMCTLPWMCTL寄存器中的寄存器中的PSWAIPSWAI位位=1=1，通過(guò)禁止預(yù)分頻器的輸入時(shí)鐘，可以，通過(guò)禁止預(yù)分頻器的輸入時(shí)鐘，可以實(shí)現(xiàn)低

16、功耗，此時(shí)實(shí)現(xiàn)低功耗，此時(shí)PWMPWM不工作，不工作，PWMPWM輸出保持靜態(tài)輸出保持靜態(tài)( (高或低高或低) )?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.2 PWM7.2 PWM模塊結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)模塊結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)7.2.3 7.2.3 操作模式操作模式p【凍結(jié)模式【凍結(jié)模式】在凍結(jié)模式下，在凍結(jié)模式下，PWMPWM可以繼續(xù)工作?？梢岳^續(xù)工作。通過(guò)設(shè)置通過(guò)設(shè)置PWMCTLPWMCTL寄存器中的寄存器中的PFRZPFRZ位，可以選擇禁止預(yù)分頻器的時(shí)鐘輸入。位，可以選擇禁止預(yù)分頻器的時(shí)鐘輸入。即，如果即，如果PFRZ=1PFRZ=1，

17、只要，只要MCUMCU處于凍結(jié)模式，預(yù)分頻器的輸入時(shí)鐘被禁止。處于凍結(jié)模式，預(yù)分頻器的輸入時(shí)鐘被禁止。為了重新激活預(yù)分頻器時(shí)鐘，設(shè)置為了重新激活預(yù)分頻器時(shí)鐘，設(shè)置PFRZ=0PFRZ=0或退出凍結(jié)模式?；蛲顺鰞鼋Y(jié)模式。p【停止模式【停止模式】在停止模式下，由于從在停止模式下，由于從IPIP總線到模塊的所有時(shí)鐘停止，因此，總線到模塊的所有時(shí)鐘停止，因此，PWMPWM模塊模塊停止工作，停止工作，PWMPWM輸出保持靜態(tài)輸出保持靜態(tài)( (高或低高或低) )?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3 PWM7.3 PWM模塊的工作

18、原理模塊的工作原理【PWMPWM模塊工作原理模塊工作原理】p PWMPWM模塊工作時(shí)，對(duì)應(yīng)有效電平寬度的計(jì)數(shù)值存放在占空比寄存器中，對(duì)模塊工作時(shí)，對(duì)應(yīng)有效電平寬度的計(jì)數(shù)值存放在占空比寄存器中，對(duì)應(yīng)脈沖周期的計(jì)數(shù)值存放在周期寄存器中。每個(gè)通道波形開(kāi)始的電平由極應(yīng)脈沖周期的計(jì)數(shù)值存放在周期寄存器中。每個(gè)通道波形開(kāi)始的電平由極性選擇寄存器性選擇寄存器PWMPOLPWMPOL中的中的PPOLxPPOLx位決定（例如高電平）。位決定（例如高電平）。p PWMPWM啟動(dòng)后，開(kāi)始一個(gè)輸出周期，計(jì)數(shù)器從啟動(dòng)后，開(kāi)始一個(gè)輸出周期，計(jì)數(shù)器從0 0開(kāi)始對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)值開(kāi)始對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)值等于

19、占空比寄存器中的預(yù)置值時(shí)，占空比比較器輸出有效，輸出控制電路使引腳等于占空比寄存器中的預(yù)置值時(shí)，占空比比較器輸出有效，輸出控制電路使引腳電平變?yōu)橐?guī)定的極性（例如低電平），計(jì)數(shù)器繼續(xù)計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)值等于周期寄存電平變?yōu)橐?guī)定的極性（例如低電平），計(jì)數(shù)器繼續(xù)計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)值等于周期寄存器中的預(yù)置值時(shí)，周期比較器輸出有效，輸出控制電路使引腳電平反向（例如高器中的預(yù)置值時(shí)，周期比較器輸出有效，輸出控制電路使引腳電平反向（例如高電平），同時(shí)復(fù)位計(jì)數(shù)器，開(kāi)始下一個(gè)輸出周期。電平），同時(shí)復(fù)位計(jì)數(shù)器，開(kāi)始下一個(gè)輸出周期?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及

20、其應(yīng)用實(shí)例7.3 PWM7.3 PWM模塊的工作原模塊的工作原理理7.3.1 PWM7.3.1 PWM時(shí)鐘的產(chǎn)生時(shí)鐘的產(chǎn)生p【時(shí)鐘電路組成【時(shí)鐘電路組成】時(shí)鐘時(shí)鐘輸入控制、預(yù)分頻器、輸入控制、預(yù)分頻器、分頻器和時(shí)鐘選擇電路。分頻器和時(shí)鐘選擇電路?！綪WMPWM預(yù)分頻器輸入時(shí)鐘預(yù)分頻器輸入時(shí)鐘】總線時(shí)鐘總線時(shí)鐘ECLKECLK。由。由PWMPWM控控制寄存器制寄存器PWMCTLPWMCTL中的中的PFRZPFRZ位、位、PWMPWM允許寄存器允許寄存器中的中的8 8位位PWME7PWME7PWME0PWME0以以及凍結(jié)模式信號(hào)控制。及凍結(jié)模式信號(hào)控制?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章

21、 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3.1 PWM7.3.1 PWM時(shí)鐘的產(chǎn)生時(shí)鐘的產(chǎn)生p當(dāng)當(dāng)MCUMCU處于凍結(jié)模式處于凍結(jié)模式( (凍凍結(jié)模式信號(hào)激活，結(jié)模式信號(hào)激活，F(xiàn)reeze Mode Signal=1)Freeze Mode Signal=1)時(shí)，如果凍結(jié)模式時(shí)，如果凍結(jié)模式PWMPWM停止位停止位PFRZ=1PFRZ=1，則禁止，則禁止總線時(shí)鐘輸入?？偩€時(shí)鐘輸入。p當(dāng)所有當(dāng)所有8 8個(gè)個(gè)PWMPWM通道被禁通道被禁止止(PWME7(PWME7PWME0=0)PWME0=0)時(shí)，時(shí)，也禁止總線時(shí)鐘輸入。也禁止總線時(shí)鐘輸入。基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)

22、第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3.1 PWM7.3.1 PWM時(shí)鐘的產(chǎn)生時(shí)鐘的產(chǎn)生【預(yù)分頻【預(yù)分頻】p 【PWMPWM模塊時(shí)鐘源模塊時(shí)鐘源】Clock AClock A、Clock BClock B、Clock SAClock SA和和Clock Clock SBSB。p Clock AClock A和和Clock BClock B由預(yù)分頻由預(yù)分頻器對(duì)總線時(shí)鐘分頻得到。器對(duì)總線時(shí)鐘分頻得到。p Clock AClock A和和Clock BClock B的分頻因的分頻因子分別由子分別由PWMPWM預(yù)分頻時(shí)鐘選擇預(yù)分頻時(shí)鐘選擇寄存器寄存器PWMP

23、RCLKPWMPRCLK中的中的PCKA2PCKA2、PCKA1PCKA1、PCKA0PCKA0和和PCKB2PCKB2、PCKB1PCKB1、PCKB0PCKB0位確定，分頻位確定，分頻系數(shù)系數(shù)1 11/1281/128。PCKAECLKClockA2/ffPCKBECLKClockB2/ff基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3.1 PWM7.3.1 PWM時(shí)鐘的產(chǎn)生時(shí)鐘的產(chǎn)生【時(shí)鐘分頻【時(shí)鐘分頻】p 一個(gè)一個(gè)8 8位重裝載遞減計(jì)數(shù)位重裝載遞減計(jì)數(shù)器從分頻寄存器器從分頻寄存器(PWMSCLA)(PWMSCLA)裝入用

24、戶編程的分頻值，裝入用戶編程的分頻值，對(duì)對(duì)Clock AClock A再次分頻。再次分頻。p 當(dāng)遞減計(jì)數(shù)器等于當(dāng)遞減計(jì)數(shù)器等于1 1時(shí)，時(shí)，發(fā)生兩件事：發(fā)生兩件事：脈沖輸出脈沖輸出和和8 8位計(jì)數(shù)器重裝載位計(jì)數(shù)器重裝載。計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器電路輸出信號(hào)進(jìn)一步器電路輸出信號(hào)進(jìn)一步2 2分頻，得到分頻，得到Clock SAClock SA，分，分頻比為頻比為2 2，4 4，6 6，8 8，512512。Clock SA = ClockA/(2 PWMSCLA)基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3 PWM7.3 PWM模塊的工作原模

25、塊的工作原理理7.3.1 PWM7.3.1 PWM時(shí)鐘的產(chǎn)生時(shí)鐘的產(chǎn)生【時(shí)鐘分頻【時(shí)鐘分頻】pClock BClock B由另一個(gè)重裝載由另一個(gè)重裝載計(jì)數(shù)器再次分頻，然后計(jì)數(shù)器再次分頻，然后再除以再除以2 2，得到，得到Clock SBClock SB，分頻比為分頻比為2 2，4 4，6 6，8 8，512512。p重裝載計(jì)數(shù)器的分頻比重裝載計(jì)數(shù)器的分頻比由由PWMPWM比例因子寄存器比例因子寄存器B B（PWMSCLBPWMSCLB）決定。）決定。Clock SB = Clock B/ (2 PWMSCLB)基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈

26、寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3 PWM7.3 PWM模塊的工作原模塊的工作原理理7.3.1 PWM7.3.1 PWM時(shí)鐘的產(chǎn)生時(shí)鐘的產(chǎn)生【時(shí)鐘選擇【時(shí)鐘選擇】p每個(gè)每個(gè)PWMPWM通道可以選擇兩通道可以選擇兩個(gè)時(shí)鐘之一，預(yù)分頻時(shí)個(gè)時(shí)鐘之一，預(yù)分頻時(shí)鐘鐘(Clock A(Clock A或或Clock B)Clock B)或分頻后的時(shí)鐘或分頻后的時(shí)鐘(Clock (Clock SASA或或Clock SB)Clock SB)。p用用PWMCLKPWMCLK寄存器中的寄存器中的PCLKxPCLKx控制位選擇時(shí)鐘?？刂莆贿x擇時(shí)鐘。通道通道0 0、1 1、4 4和和5 5，只，只能選擇時(shí)鐘能選擇時(shí)鐘Clo

27、ck AClock A或或Clock SAClock SA。通道通道2 2、3 3、6 6和和7 7，只能選擇時(shí)鐘只能選擇時(shí)鐘Clock Clock B B或或Clock SBClock SB?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3 PWM7.3 PWM模塊的工作原理模塊的工作原理7.3.2 PWM7.3.2 PWM通道定時(shí)器通道定時(shí)器pPWMPWM模塊的核心模塊的核心通道定時(shí)器。通道定時(shí)器?！径〞r(shí)器通道組成【定時(shí)器通道組成】1 1個(gè)通道計(jì)數(shù)器個(gè)通道計(jì)數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx1 1個(gè)周期寄存器個(gè)周期寄存器PWMP

28、ERxPWMPERx1 1個(gè)占空比寄存器個(gè)占空比寄存器PWMDTYxPWMDTYx（每個(gè)寄存器為（每個(gè)寄存器為8 8位）。位）。p波形輸出周期波形輸出周期由周期寄存器和通道計(jì)數(shù)器的數(shù)值協(xié)調(diào)控制。由周期寄存器和通道計(jì)數(shù)器的數(shù)值協(xié)調(diào)控制。p占空比占空比由占空比寄存器和通道計(jì)數(shù)器值協(xié)調(diào)控制。由占空比寄存器和通道計(jì)數(shù)器值協(xié)調(diào)控制。p用戶可以選擇波形輸出的用戶可以選擇波形輸出的對(duì)齊方式對(duì)齊方式和每個(gè)通道開(kāi)始輸出的和每個(gè)通道開(kāi)始輸出的極性極性?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3.2 PWM7.3.2 PWM通道定時(shí)器通道定時(shí)器【

29、PWMPWM的使能的使能】p 每個(gè)每個(gè)PWMPWM通道有通道有1 1個(gè)啟動(dòng)個(gè)啟動(dòng)波形輸出的使能位波形輸出的使能位PWMExPWMEx。當(dāng)當(dāng)PWMExPWMEx=0=0時(shí)，通道禁止，時(shí)，通道禁止，控制門(mén)關(guān)閉，通道計(jì)數(shù)器控制門(mén)關(guān)閉，通道計(jì)數(shù)器不計(jì)數(shù)；不計(jì)數(shù)；當(dāng)當(dāng)PWMExPWMEx=1=1時(shí)，控制門(mén)打時(shí)，控制門(mén)打開(kāi)，允許時(shí)鐘送到開(kāi)，允許時(shí)鐘送到PWMPWM電電路，同時(shí)，輸出多路轉(zhuǎn)換路，同時(shí)，輸出多路轉(zhuǎn)換器切換，立即使能相應(yīng)的器切換，立即使能相應(yīng)的PWMPWM輸出輸出。PWMPWM定時(shí)器通道框圖定時(shí)器通道框圖 基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制

30、模塊及其應(yīng)用實(shí)例p每個(gè)每個(gè)PWMPWM通道有一個(gè)極性控制位通道有一個(gè)極性控制位PPOLxPPOLx，用來(lái)選擇，用來(lái)選擇PWMPWM輸出觸發(fā)輸出觸發(fā)器器Q Q端輸出或端輸出或/Q/Q端輸出，決定波端輸出，決定波形周期開(kāi)始時(shí)的電平。形周期開(kāi)始時(shí)的電平。p當(dāng)極性選擇寄存器當(dāng)極性選擇寄存器PWMPOLPWMPOL中的中的極性選擇位極性選擇位PPOLxPPOLx=1=1時(shí)，時(shí)，PWMPWM波波形開(kāi)始為高電平，占空比寄存形開(kāi)始為高電平，占空比寄存器中的數(shù)值代表高電平的持續(xù)器中的數(shù)值代表高電平的持續(xù)時(shí)間。時(shí)間。p如果極性選擇位如果極性選擇位PPOLxPPOLx=0=0，開(kāi)始，開(kāi)始時(shí)輸出為低電平，占空比寄存時(shí)

31、輸出為低電平，占空比寄存器中的數(shù)值代表低電平的持續(xù)器中的數(shù)值代表低電平的持續(xù)時(shí)間。時(shí)間。PWMPWM定時(shí)器通道框圖定時(shí)器通道框圖 7.3.2 PWM7.3.2 PWM通道定時(shí)器通道定時(shí)器【PWMPWM的極性選擇的極性選擇】基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3.2 PWM7.3.2 PWM通道定時(shí)器通道定時(shí)器【PWMPWM周期和占空比周期和占空比】p每個(gè)每個(gè)PWMPWM通道的周期寄存器通道的周期寄存器PWMPERxPWMPERx和占空比寄存器和占空比寄存器PWMDTYxPWMDTYx都是雙緩沖的，當(dāng)改變都是雙緩沖的，當(dāng)改

32、變寄存器中的數(shù)值后，出現(xiàn)下列情況之一時(shí)才生效：寄存器中的數(shù)值后，出現(xiàn)下列情況之一時(shí)才生效：當(dāng)前有效周期結(jié)束；當(dāng)前有效周期結(jié)束；寫(xiě)計(jì)數(shù)寄存器（計(jì)數(shù)器復(fù)位到寫(xiě)計(jì)數(shù)寄存器（計(jì)數(shù)器復(fù)位到$00$00）；）；通道被禁止。通道被禁止。p【寫(xiě)操作【寫(xiě)操作】如果如果PWMPWM通道被禁止，寫(xiě)周期寄存器和占空比寄存器時(shí)，數(shù)值將保存到對(duì)應(yīng)的鎖存通道被禁止，寫(xiě)周期寄存器和占空比寄存器時(shí)，數(shù)值將保存到對(duì)應(yīng)的鎖存器和緩沖器中。器和緩沖器中。當(dāng)通道被禁止時(shí)，向周期寄存器寫(xiě)當(dāng)通道被禁止時(shí)，向周期寄存器寫(xiě)0 0，將導(dǎo)致下一個(gè)時(shí)鐘到來(lái)時(shí)刻計(jì)數(shù)器復(fù)位。，將導(dǎo)致下一個(gè)時(shí)鐘到來(lái)時(shí)刻計(jì)數(shù)器復(fù)位。通過(guò)向占空比寄存器或周期寄存器寫(xiě)入新的數(shù)

33、值，然后寫(xiě)計(jì)數(shù)器，可以通過(guò)向占空比寄存器或周期寄存器寫(xiě)入新的數(shù)值，然后寫(xiě)計(jì)數(shù)器，可以“立即立即”強(qiáng)制占空比或周期變化。因?yàn)檫@將迫使計(jì)數(shù)器復(fù)位，并且鎖存新的占空比或周期強(qiáng)制占空比或周期變化。因?yàn)檫@將迫使計(jì)數(shù)器復(fù)位，并且鎖存新的占空比或周期值。值。基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3.2 PWM7.3.2 PWM通道定時(shí)器通道定時(shí)器【PWMPWM定時(shí)器的計(jì)數(shù)器定時(shí)器的計(jì)數(shù)器】每個(gè)每個(gè)PWMPWM通道有一個(gè)專用的通道有一個(gè)專用的8 8位加位加/ /減計(jì)數(shù)器減計(jì)數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx。PWMPWM通道使能后，通道使能

34、后，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx按選定的時(shí)鐘源速率工作。按選定的時(shí)鐘源速率工作。當(dāng)當(dāng)PWMPWM通道計(jì)數(shù)器工作時(shí)，如果相應(yīng)的通道計(jì)數(shù)器工作時(shí)，如果相應(yīng)的PWMPWM通道被禁止（通道被禁止（PWMEx=0PWMEx=0），則），則計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx停止計(jì)數(shù)；停止計(jì)數(shù)；當(dāng)相應(yīng)的當(dāng)相應(yīng)的PWMPWM通道重新變?yōu)樵试S時(shí)（通道重新變?yōu)樵试S時(shí)（PWMExPWMEx=1=1），計(jì)數(shù)器從），計(jì)數(shù)器從PWMCNTxPWMCNTx寄存寄存器中的計(jì)數(shù)值開(kāi)始，繼續(xù)計(jì)數(shù)，在上一次停止處繼續(xù)輸出波形。器中的計(jì)數(shù)值開(kāi)始，繼續(xù)計(jì)數(shù)，在上一次停止處繼續(xù)輸出波形。p讀通道計(jì)數(shù)器讀通道計(jì)數(shù)器 在任

35、何時(shí)刻可以讀取每個(gè)通道計(jì)數(shù)器中的數(shù)值，不會(huì)影響計(jì)數(shù)器和在任何時(shí)刻可以讀取每個(gè)通道計(jì)數(shù)器中的數(shù)值，不會(huì)影響計(jì)數(shù)器和PWMPWM通通道的工作。道的工作?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3 PWM7.3 PWM模塊的工作原理模塊的工作原理7.3.2 PWM7.3.2 PWM通道定時(shí)器通道定時(shí)器【PWMPWM定時(shí)器的計(jì)數(shù)器定時(shí)器的計(jì)數(shù)器】p 寫(xiě)通道計(jì)數(shù)器寫(xiě)通道計(jì)數(shù)器 向計(jì)數(shù)器寫(xiě)任何值都將使計(jì)數(shù)器復(fù)位到向計(jì)數(shù)器寫(xiě)任何值都將使計(jì)數(shù)器復(fù)位到$00$00，并將計(jì)數(shù)器設(shè)置為遞增計(jì)數(shù)，并將計(jì)數(shù)器設(shè)置為遞增計(jì)數(shù)，同時(shí)，立即將緩沖器中的數(shù)值

36、裝入占空比寄存器和周期寄存器，然后根同時(shí)，立即將緩沖器中的數(shù)值裝入占空比寄存器和周期寄存器，然后根據(jù)極性選擇位改變輸出電平。據(jù)極性選擇位改變輸出電平。基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3 PWM7.3 PWM模塊的工作原理模塊的工作原理7.3.3 PWM7.3.3 PWM輸出方式輸出方式p 【輸出類(lèi)型選擇【輸出類(lèi)型選擇】左對(duì)齊輸出左對(duì)齊輸出和和居中對(duì)齊輸出居中對(duì)齊輸出，由，由PWMPWM居中對(duì)居中對(duì)齊允許寄存器齊允許寄存器PWMCAEPWMCAE中的中的CAExCAEx位決定。位決定。根據(jù)選擇的輸出模式（左對(duì)齊或居中對(duì)

37、齊），根據(jù)選擇的輸出模式（左對(duì)齊或居中對(duì)齊），PWMPWM計(jì)數(shù)器與周計(jì)數(shù)器與周期寄存器的匹配情況不同：期寄存器的匹配情況不同：在在左對(duì)齊輸出模式左對(duì)齊輸出模式下，計(jì)數(shù)器從下，計(jì)數(shù)器從0 0開(kāi)始遞增計(jì)數(shù)，直到等于開(kāi)始遞增計(jì)數(shù)，直到等于PWMPWM周期寄存器的值，在有效周期結(jié)束時(shí)，計(jì)數(shù)器被清周期寄存器的值，在有效周期結(jié)束時(shí)，計(jì)數(shù)器被清0 0。在在居中對(duì)齊輸出模式居中對(duì)齊輸出模式下，計(jì)數(shù)器從下，計(jì)數(shù)器從0 0開(kāi)始開(kāi)始先遞增計(jì)數(shù)先遞增計(jì)數(shù)，當(dāng)?shù)扔冢?dāng)?shù)扔赑WMPWM周期寄存器的值后，周期寄存器的值后，再遞減計(jì)數(shù)再遞減計(jì)數(shù)，直至回到，直至回到0 0?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S

38、12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3.3 PWM7.3.3 PWM輸出方式輸出方式【左對(duì)齊輸出方式【左對(duì)齊輸出方式】p當(dāng)當(dāng)PWMPWM居中對(duì)齊允許寄存器居中對(duì)齊允許寄存器PWMCAEPWMCAE中的控制位中的控制位CAEx=0CAEx=0時(shí)，時(shí)，PWMPWM通道被設(shè)置成通道被設(shè)置成左對(duì)齊輸出方式。此時(shí)，左對(duì)齊輸出方式。此時(shí)，8 8位計(jì)數(shù)器位計(jì)數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx只能被設(shè)置成只能被設(shè)置成循環(huán)遞增計(jì)數(shù)循環(huán)遞增計(jì)數(shù)。p 當(dāng)當(dāng)CAEX=0CAEX=0時(shí)，產(chǎn)生三個(gè)動(dòng)作：時(shí)，產(chǎn)生三個(gè)動(dòng)作：（1 1）復(fù)位計(jì)數(shù)器前的）復(fù)位計(jì)數(shù)器前的T T觸發(fā)器，使其觸發(fā)器，使其輸出輸出Q=0

39、Q=0，計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx設(shè)置成遞增計(jì)設(shè)置成遞增計(jì)數(shù)；數(shù)；（2 2）通過(guò)一個(gè)與門(mén)使計(jì)數(shù)器前的觸）通過(guò)一個(gè)與門(mén)使計(jì)數(shù)器前的觸發(fā)器的發(fā)器的T T端置端置0 0，使，使Q Q端電平保持不變；端電平保持不變；（3 3）打開(kāi)上面的與門(mén)，這樣，當(dāng)?shù)剑┐蜷_(kāi)上面的與門(mén)，這樣，當(dāng)?shù)竭_(dá)一個(gè)周期的計(jì)數(shù)終點(diǎn)時(shí)，允許周期比達(dá)一個(gè)周期的計(jì)數(shù)終點(diǎn)時(shí)，允許周期比較器復(fù)位計(jì)數(shù)器較器復(fù)位計(jì)數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx和輸出和輸出T T觸發(fā)器。觸發(fā)器。 基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3.3 PWM7.3.3 PWM輸出方式輸

40、出方式【左對(duì)齊輸出方式【左對(duì)齊輸出方式】PWMEx=1PWMEx=1時(shí)，產(chǎn)生兩個(gè)動(dòng)作：時(shí)，產(chǎn)生兩個(gè)動(dòng)作：（1 1）將控制門(mén)打開(kāi)，允許時(shí)鐘輸入；（將控制門(mén)打開(kāi)，允許時(shí)鐘輸入；（2 2）切換輸出多路轉(zhuǎn)換器，關(guān)閉切換輸出多路轉(zhuǎn)換器，關(guān)閉P P口的通用口的通用I/OI/O功能，允許功能，允許PWMPWM脈沖輸出。脈沖輸出。p 輸出波形的初始電平由輸出波形的初始電平由PWMPWM極性寄存器極性寄存器PWMPOLPWMPOL中的極中的極性選擇位性選擇位PPOLxPPOLx定義，決定定義，決定波形由輸出波形由輸出T T觸發(fā)器的觸發(fā)器的Q Q端端輸出或輸出或/Q/Q端輸出。端輸出。p PWMPWM啟動(dòng)后，計(jì)數(shù)

41、器啟動(dòng)后，計(jì)數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx從從0 0開(kāi)始遞增計(jì)數(shù)，開(kāi)始遞增計(jì)數(shù)，開(kāi)始一個(gè)輸出周期。開(kāi)始一個(gè)輸出周期?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3.3 PWM7.3.3 PWM輸出方式輸出方式【左對(duì)齊輸出方式【左對(duì)齊輸出方式】p當(dāng)計(jì)數(shù)值等于占空比寄存器當(dāng)計(jì)數(shù)值等于占空比寄存器PWMDTYxPWMDTYx中的設(shè)定值時(shí)，占空比比較器輸出中的設(shè)定值時(shí)，占空比比較器輸出高電平，使輸出高電平，使輸出T T觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，PWMPWM波形改變狀態(tài)。此時(shí)，波形改變狀態(tài)。此時(shí)，PWMCNTxPWMCNTx繼續(xù)繼續(xù)計(jì)數(shù)。

42、計(jì)數(shù)。 p當(dāng)計(jì)數(shù)值等于周期寄存器當(dāng)計(jì)數(shù)值等于周期寄存器PWMPERxPWMPERx中中的設(shè)定值時(shí)，周期比較器輸出高電的設(shè)定值時(shí)，周期比較器輸出高電平，上面的與門(mén)輸出為高電平，計(jì)平，上面的與門(mén)輸出為高電平，計(jì)數(shù)器數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx和輸出和輸出T T觸發(fā)器復(fù)零，觸發(fā)器復(fù)零，PWMPWM波形再次變化。同時(shí)，占空比寄波形再次變化。同時(shí)，占空比寄存器存器PWMDTYxPWMDTYx和周期計(jì)數(shù)器和周期計(jì)數(shù)器PWMPERxPWMPERx均復(fù)零，結(jié)束一個(gè)輸出周期。均復(fù)零，結(jié)束一個(gè)輸出周期。 基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例

43、【左對(duì)齊輸出方式【左對(duì)齊輸出方式】p然后，從相應(yīng)的緩沖器重新裝載周期然后，從相應(yīng)的緩沖器重新裝載周期寄存器和占空比寄存器的設(shè)定值，寄存器和占空比寄存器的設(shè)定值，PWMCNTxPWMCNTx重新開(kāi)始計(jì)數(shù)，開(kāi)始一個(gè)新重新開(kāi)始計(jì)數(shù)，開(kāi)始一個(gè)新的輸出周期。的輸出周期?！就ǖ垒敵鲱l率【通道輸出頻率】vPWMPWMX X頻率時(shí)鐘頻率時(shí)鐘(A(A、B B、SASA或或 SB)/PWMPERSB)/PWMPERX X【PWMPWMX X占空比占空比】高電平時(shí)間占周期的百高電平時(shí)間占周期的百分比分比v極性極性0(PPOLx=0)0(PPOLx=0)時(shí)，時(shí)，v極性極性=1(PPOLx=1)=1(PPOLx=1)時(shí)

44、，時(shí)， 100%PWMPERPWMDTYPWMPER占空比XXX100%PWMPERPWMDTY占空比XX基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3 PWM7.3 PWM模塊的工作原理模塊的工作原理7.3.3 PWM7.3.3 PWM輸出方式輸出方式【居中對(duì)齊輸出【居中對(duì)齊輸出】當(dāng)當(dāng)PWMPWM居中對(duì)齊允許寄存器居中對(duì)齊允許寄存器PWMCAEPWMCAE中的控制位中的控制位CAEx=1CAEx=1時(shí)，時(shí)，PWMPWM通道被設(shè)置為居中對(duì)齊輸出方式。通道被設(shè)置為居中對(duì)齊輸出方式。在這種模式下，在這種模式下，8 8位計(jì)數(shù)器位計(jì)數(shù)器

45、PWMCNTxPWMCNTx是是雙向計(jì)數(shù)器雙向計(jì)數(shù)器，既做加法，既做加法計(jì)數(shù)，也做減法計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)，也做減法計(jì)數(shù)。只要計(jì)數(shù)器的值等于只要計(jì)數(shù)器的值等于$00$00，便設(shè)置，便設(shè)置PWMCNTxPWMCNTx為為遞增計(jì)數(shù)遞增計(jì)數(shù)。基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3.3 PWM7.3.3 PWM輸出方式輸出方式【居中對(duì)齊輸出【居中對(duì)齊輸出】p當(dāng)當(dāng)CAEx=1CAEx=1時(shí)，產(chǎn)生兩個(gè)動(dòng)作：時(shí)，產(chǎn)生兩個(gè)動(dòng)作：打開(kāi)計(jì)數(shù)器前打開(kāi)計(jì)數(shù)器前T T觸發(fā)器觸發(fā)器T T端相連的端相連的與門(mén)，當(dāng)計(jì)數(shù)值等于周期寄存器與門(mén)，當(dāng)計(jì)數(shù)值等于周期寄存器

46、PWMPERxPWMPERx中的設(shè)定值時(shí)，允許周期中的設(shè)定值時(shí)，允許周期比較器輸出的高電平使觸發(fā)器翻比較器輸出的高電平使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，改變計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)方向；轉(zhuǎn)，改變計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)方向；關(guān)閉上面的與門(mén)，當(dāng)計(jì)數(shù)值等于關(guān)閉上面的與門(mén)，當(dāng)計(jì)數(shù)值等于周期寄存器周期寄存器PWMPERxPWMPERx中的設(shè)定值時(shí)，中的設(shè)定值時(shí)，禁止周期比較器復(fù)位計(jì)數(shù)器禁止周期比較器復(fù)位計(jì)數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx和輸出和輸出T T觸發(fā)器，以便計(jì)觸發(fā)器，以便計(jì)數(shù)器變?yōu)檫f增計(jì)數(shù)時(shí)，仍保持原數(shù)器變?yōu)檫f增計(jì)數(shù)時(shí)，仍保持原來(lái)的輸出電平。來(lái)的輸出電平?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例

47、脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3.3 PWM7.3.3 PWM輸出方式輸出方式【居中對(duì)齊輸出【居中對(duì)齊輸出】p當(dāng)控制位當(dāng)控制位PWMEx=1PWMEx=1時(shí)，控制門(mén)被時(shí)，控制門(mén)被打開(kāi)，允許時(shí)鐘輸入。同時(shí)，輸打開(kāi)，允許時(shí)鐘輸入。同時(shí)，輸出多路轉(zhuǎn)換器允許出多路轉(zhuǎn)換器允許PWMPWM脈沖輸出，脈沖輸出，關(guān)閉關(guān)閉P P口的通用口的通用I/OI/O功能。功能。p極性選擇位極性選擇位PPOLxPPOLx控制多路轉(zhuǎn)換控制多路轉(zhuǎn)換器切換，使波形由輸出器切換，使波形由輸出T T觸發(fā)器觸發(fā)器的的Q Q端或端或/Q/Q端輸出，定義輸出波端輸出，定義輸出波形的初始電平。形的初始電平。pPWMPWM啟動(dòng)后，計(jì)數(shù)器啟動(dòng)后，

48、計(jì)數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx從從0 0遞增計(jì)數(shù)，開(kāi)始一個(gè)輸出周期。遞增計(jì)數(shù)，開(kāi)始一個(gè)輸出周期。基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3.3 PWM7.3.3 PWM輸出方式輸出方式【居中對(duì)齊輸出【居中對(duì)齊輸出】p當(dāng)計(jì)數(shù)值等于占空比寄存器當(dāng)計(jì)數(shù)值等于占空比寄存器PWMDTYxPWMDTYx中的設(shè)定值時(shí)，占空比比較器輸出高中的設(shè)定值時(shí)，占空比比較器輸出高電平，使輸出電平，使輸出T T觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，PWMPWM波形波形改變狀態(tài)。此時(shí)，改變狀態(tài)。此時(shí)，PWMCNTxPWMCNTx繼續(xù)計(jì)數(shù)。繼續(xù)計(jì)數(shù)。p當(dāng)計(jì)數(shù)值等于周

49、期寄存器當(dāng)計(jì)數(shù)值等于周期寄存器PWMPERxPWMPERx中的設(shè)中的設(shè)定值時(shí)，周期比較器輸出高電平，計(jì)數(shù)器定值時(shí)，周期比較器輸出高電平，計(jì)數(shù)器前前T T觸發(fā)器觸發(fā)器T T端輸入為端輸入為1 1，則觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，則觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx改變方向，從遞增計(jì)數(shù)變改變方向，從遞增計(jì)數(shù)變?yōu)檫f減計(jì)數(shù)。為遞減計(jì)數(shù)。p由于此時(shí)由于此時(shí)CAEx=1CAEx=1，上面的與門(mén)輸出仍為低，上面的與門(mén)輸出仍為低電平，禁止周期比較器復(fù)位計(jì)數(shù)器電平，禁止周期比較器復(fù)位計(jì)數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx和輸出和輸出T T觸發(fā)器，輸出觸發(fā)器，輸出T T觸發(fā)器仍觸發(fā)器仍保持原來(lái)的輸出電平。保持原來(lái)的輸

50、出電平。 基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3.3 PWM7.3.3 PWM輸出方式輸出方式【居中對(duì)齊輸出【居中對(duì)齊輸出】p當(dāng)計(jì)數(shù)值遞減到等于占空比寄存器當(dāng)計(jì)數(shù)值遞減到等于占空比寄存器PWMDTYxPWMDTYx中的設(shè)定值時(shí)，占空比比較中的設(shè)定值時(shí)，占空比比較器又一次輸出高電平，輸出觸發(fā)器再器又一次輸出高電平，輸出觸發(fā)器再次翻轉(zhuǎn)，次翻轉(zhuǎn)，PWMPWM輸出也改變狀態(tài)。此時(shí)，輸出也改變狀態(tài)。此時(shí)，PWMCNTxPWMCNTx仍然繼續(xù)計(jì)數(shù)。仍然繼續(xù)計(jì)數(shù)。p當(dāng)計(jì)數(shù)值遞減到當(dāng)計(jì)數(shù)值遞減到0 0時(shí)，結(jié)束一個(gè)輸出時(shí)，結(jié)束一個(gè)輸出周期

51、。同時(shí)，計(jì)數(shù)器周期。同時(shí)，計(jì)數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx、占空、占空比寄存器比寄存器PWMDTYxPWMDTYx和周期寄存器和周期寄存器PWMPERxPWMPERx均復(fù)位，計(jì)數(shù)器方向從遞減均復(fù)位，計(jì)數(shù)器方向從遞減計(jì)數(shù)變回到遞增計(jì)數(shù)。隨后，從相應(yīng)計(jì)數(shù)變回到遞增計(jì)數(shù)。隨后，從相應(yīng)的緩沖器裝載周期寄存器和占空比寄的緩沖器裝載周期寄存器和占空比寄存器，存器，PWMCNTxPWMCNTx重新開(kāi)始計(jì)數(shù)，開(kāi)始重新開(kāi)始計(jì)數(shù)，開(kāi)始一個(gè)新的輸出周期。一個(gè)新的輸出周期?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3.3 PWM7.3.3 PWM輸

52、出方式輸出方式【居中對(duì)齊輸出【居中對(duì)齊輸出】p居中對(duì)齊輸出模式下，計(jì)數(shù)器從居中對(duì)齊輸出模式下，計(jì)數(shù)器從0 0遞增計(jì)數(shù)到周期寄存器中的值，然后遞減計(jì)數(shù)到遞增計(jì)數(shù)到周期寄存器中的值，然后遞減計(jì)數(shù)到0 0。p【有效周期【有效周期】2 2 PWMPERxPWMPERxp【通道輸出頻率【通道輸出頻率】PWMxPWMx頻率時(shí)鐘頻率時(shí)鐘(A(A、B B、SASA或或 SB)/(2SB)/(2 PWMPERx)PWMPERx)p【PWMxPWMx占空比占空比】高電平時(shí)間占周期的百分比高電平時(shí)間占周期的百分比p極性極性0 (PPOLx0 (PPOLx=0)=0)時(shí)，時(shí)，p極性極性=1(PPOLx=1)=1(PP

53、OLx=1)時(shí)，時(shí)，【注意【注意】當(dāng)通道正在運(yùn)行時(shí)當(dāng)通道正在運(yùn)行時(shí), ,將將PWMPWM的輸出模式從左對(duì)齊輸出模式改為居中對(duì)齊輸?shù)妮敵瞿Ｊ綇淖髮?duì)齊輸出模式改為居中對(duì)齊輸出模式，可能使出模式，可能使PWMPWM輸出不規(guī)則，反之亦然。輸出不規(guī)則，反之亦然。【建議【建議】在在PWMPWM通道使能前，編程輸出模式。通道使能前，編程輸出模式。100%PWMPERPWMDTYPWMPER占空比XXX100%PWMPERPWMDTY占空比XX基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3.4 7.3.4 通道級(jí)聯(lián)通道級(jí)聯(lián)p S12S12單片機(jī)

54、允許將單片機(jī)允許將2 2個(gè)個(gè)8 8位位PWMPWM通道級(jí)聯(lián)構(gòu)成通道級(jí)聯(lián)構(gòu)成1 1個(gè)個(gè)1616位位PWMPWM通道，以獲得更高的通道，以獲得更高的PWMPWM輸出精度。輸出精度。p 8 8個(gè)通道個(gè)通道分為分為4 4組組，分別為：，分別為：PWM0PWM0和和PWM1PWM1、PWM2PWM2和和PWM3PWM3、PWM4PWM4和和PWM5PWM5、PWM6PWM6和和PWM7PWM7?！就ǖ兰?jí)聯(lián)控制【通道級(jí)聯(lián)控制】p 通道級(jí)聯(lián)由通道級(jí)聯(lián)由PWMPWM控制寄存器控制寄存器PWMCTLPWMCTL中的中的4 4個(gè)控制個(gè)控制位位CONxyCONxy選擇，其中選擇，其中x=0 x=0、2 2、4 4、

55、6 6，y=1y=1、3 3、5 5、7 7。p 【注意【注意】如果需要級(jí)聯(lián)的兩個(gè)通道中任意一個(gè)如果需要級(jí)聯(lián)的兩個(gè)通道中任意一個(gè)正在工作，必須先禁止其工作，然后再級(jí)聯(lián)。正在工作，必須先禁止其工作，然后再級(jí)聯(lián)。只有當(dāng)兩個(gè)相應(yīng)的通道都禁止時(shí)，才能改變這只有當(dāng)兩個(gè)相應(yīng)的通道都禁止時(shí)，才能改變這些控制位。些控制位?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3.4 7.3.4 通道級(jí)聯(lián)通道級(jí)聯(lián)【級(jí)聯(lián)后的寄存器和計(jì)數(shù)器【級(jí)聯(lián)后的寄存器和計(jì)數(shù)器】p2 2個(gè)通道的占空比寄存器、周期寄存?zhèn)€通道的占空比寄存器、周期寄存器和計(jì)數(shù)器均連接成器和計(jì)數(shù)器

56、均連接成1616位的寄存器，位的寄存器，通道通道1 1、3 3、5 5、7 7的寄存器作為低位字的寄存器作為低位字節(jié)，通道節(jié)，通道0 0、2 2、4 4、6 6的寄存器作為高的寄存器作為高位字節(jié)。位字節(jié)。p在級(jí)聯(lián)模式下，按在級(jí)聯(lián)模式下，按1616位方式寫(xiě)位方式寫(xiě)1616位計(jì)位計(jì)數(shù)器或者單獨(dú)寫(xiě)計(jì)數(shù)器的低位或高位數(shù)器或者單獨(dú)寫(xiě)計(jì)數(shù)器的低位或高位字節(jié)都將使字節(jié)都將使1616位計(jì)數(shù)器復(fù)位。位計(jì)數(shù)器復(fù)位。p為了保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性，讀為了保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性，讀1616位計(jì)數(shù)位計(jì)數(shù)器必須按器必須按1616位方式訪問(wèn)。位方式訪問(wèn)?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈

57、寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3.4 7.3.4 通道級(jí)聯(lián)通道級(jí)聯(lián)【級(jí)聯(lián)后的輸出引腳【級(jí)聯(lián)后的輸出引腳】p級(jí)聯(lián)后的級(jí)聯(lián)后的1616位通道輸出分別使位通道輸出分別使用低用低8 8位通道（通道位通道（通道1 1、3 3、5 5、7 7）的引腳，高的引腳，高8 8位通道（通道位通道（通道0 0、2 2、4 4、6 6）的引腳變成通用）的引腳變成通用I/OI/O引腳。引腳?！炯?jí)聯(lián)后的時(shí)鐘源【級(jí)聯(lián)后的時(shí)鐘源】p4 4個(gè)個(gè)1616位通道的時(shí)鐘源分別由低位通道的時(shí)鐘源分別由低8 8位通道（通道位通道（通道1 1、3 3、5 5、7 7）的）的時(shí)鐘選擇控制位決定，高時(shí)鐘選擇控制位決定，高8 8位通位通道（通道道（

58、通道0 0、2 2、4 4、6 6）的時(shí)鐘）的時(shí)鐘選擇沒(méi)有意義。選擇沒(méi)有意義?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3 PWM7.3 PWM模塊的工作原理模塊的工作原理7.3.4 7.3.4 通道級(jí)聯(lián)通道級(jí)聯(lián)【級(jí)聯(lián)后的使能控制【級(jí)聯(lián)后的使能控制】p 一旦一旦PWMPWM控制寄存器控制寄存器PWMCTLPWMCTL中的控制位中的控制位CONxy=1CONxy=1，允許級(jí)聯(lián)模式，則相應(yīng)的，允許級(jí)聯(lián)模式，則相應(yīng)的1616位位PWMPWM通道允許或禁止由低通道允許或禁止由低8 8位通道（通道位通道（通道1 1、3 3、5 5、7

59、7）的）的PWMExPWMEx位控制。在這種情位控制。在這種情況下，高位字節(jié)通道（通道況下，高位字節(jié)通道（通道0 0、2 2、4 4、6 6）的）的PWMExPWMEx位無(wú)效，且相應(yīng)的位無(wú)效，且相應(yīng)的PWMPWM輸出被禁輸出被禁止。止?！炯?jí)聯(lián)后的極性選擇【級(jí)聯(lián)后的極性選擇】p 級(jí)聯(lián)后級(jí)聯(lián)后PWMPWM輸出的極性由相應(yīng)的低輸出的極性由相應(yīng)的低8 8位通道（通道位通道（通道1 1、3 3、5 5、7 7）的）的PPOLxPPOLx位控制。位控制?！炯?jí)聯(lián)后的輸出對(duì)齊模式【級(jí)聯(lián)后的輸出對(duì)齊模式】p 級(jí)聯(lián)模式下的左對(duì)齊輸出和居中對(duì)齊輸出模式，由低位字節(jié)通道（通道級(jí)聯(lián)模式下的左對(duì)齊輸出和居中對(duì)齊輸出模式，

60、由低位字節(jié)通道（通道1 1、3 3、5 5、7 7）的）的CAExCAEx位控制，高位字節(jié)通道（通道位控制，高位字節(jié)通道（通道0 0、2 2、4 4、6 6）的）的CAExCAEx位無(wú)效。位無(wú)效?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例7.3.4 7.3.4 通道級(jí)聯(lián)通道級(jí)聯(lián)p 級(jí)聯(lián)模式下控制寄存器設(shè)置級(jí)聯(lián)模式下控制寄存器設(shè)置 CONXXPWMEXPPOLXPCLKXCAEXPWMX輸出輸出CON67PWME7PPOL7PCLK7CAE7PWM7CON45PWME5PPOL5PCLK5CAE5PWM5CON23PWME3PPOL