EV時間管理器及應(yīng)用

1、1DSPDSP原理及其應(yīng)用技術(shù)原理及其應(yīng)用技術(shù)第八講第八講 事件管理器及其應(yīng)用事件管理器及其應(yīng)用8.1 事件管理器功能概述事件管理器功能概述8.2 通用定時器通用定時器8.3 PWM電路電路8.4 捕獲單元捕獲單元8.5 正交脈沖編碼電路正交脈沖編碼電路8.6 事件管理器中斷事件管理器中斷光電編碼器光電編碼器霍爾傳感器霍爾傳感器功率放大器功率放大器電流傳感器電流傳感器28.1 事件管理器功能概述u C2000 C2000系列系列DSPDSP與其它系列與其它系列DSPDSP的主要區(qū)別體現(xiàn)在功能強(qiáng)大的主要區(qū)別體現(xiàn)在功能強(qiáng)大的的事件管理器模塊；事件管理器模塊；u 事件管理器模塊提供了強(qiáng)大的控制功能事

2、件管理器模塊提供了強(qiáng)大的控制功能( (PWMPWM) ) ，特別適于，特別適于運(yùn)動控制和電機(jī)控制等領(lǐng)域；運(yùn)動控制和電機(jī)控制等領(lǐng)域；u F2812F2812具有具有兩個兩個外設(shè)相同的事件管理器模塊外設(shè)相同的事件管理器模塊EVAEVA、EVBEVB，可，可實現(xiàn)多軸運(yùn)動控制；實現(xiàn)多軸運(yùn)動控制；u 每個事件管理器包括每個事件管理器包括通用定時器通用定時器、比較器和比較器和PWMPWM單元單元、捕捕獲單元獲單元（CAPCAP）與）與正交脈沖編碼正交脈沖編碼電路（電路（QEPQEP）；）；u 在電機(jī)控制應(yīng)用中，每個事件管理器可以實現(xiàn)在電機(jī)控制應(yīng)用中，每個事件管理器可以實現(xiàn)三相三相永磁同永磁同步電機(jī)、步電機(jī)

3、、直流無刷電機(jī)直流無刷電機(jī)、異步電機(jī)及直流有刷電機(jī)的控制。、異步電機(jī)及直流有刷電機(jī)的控制。3事件管理器中的模塊與信號48.2 通用定時器u 每個事件管理器有兩個每個事件管理器有兩個1616位的通用定時器位的通用定時器 其中其中EVAGPT1&GPT2，EVBGPT3&GPT4u 這些定時器可以根據(jù)具體任務(wù)獨(dú)立使用這些定時器可以根據(jù)具體任務(wù)獨(dú)立使用 1）在控制系統(tǒng)中產(chǎn)生采樣周期（）在控制系統(tǒng)中產(chǎn)生采樣周期（同同CPU定時器定時器） 2）為捕獲單元、正交脈沖）為捕獲單元、正交脈沖計數(shù)計數(shù)提供基準(zhǔn)時鐘提供基準(zhǔn)時鐘(GPT2、GPT4) 3）為比較單元和）為比較單元和PWM電路提供基準(zhǔn)

4、電路提供基準(zhǔn)時鐘時鐘(GPT1、GPT3) 8.21 8.21 通用定時器功能概述通用定時器功能概述 事件管理器的通用定時器與事件管理器的通用定時器與CPU通通用定時器相比有何區(qū)別？用定時器相比有何區(qū)別？5通用定時器的組成每個通用定時器模塊由幾個子模塊組成，主要包括：每個通用定時器模塊由幾個子模塊組成，主要包括：u 可讀寫的可讀寫的16位位遞增遞增/減減計數(shù)器寄存器計數(shù)器寄存器TxCNT （QEP/CAPQEP/CAP計數(shù)計數(shù)）u 可讀寫的可讀寫的16位定時器位定時器比較比較寄存器寄存器TxCMPR（設(shè)定占空比設(shè)定占空比）u 可讀寫的可讀寫的16位定時器位定時器周期周期寄存器寄存器TxPR （

5、設(shè)定設(shè)定PWM周期周期）u 可讀寫的可讀寫的16位定時器位定時器控制控制寄存器寄存器TxCONu 可以選擇可以選擇內(nèi)部或外部時鐘內(nèi)部或外部時鐘TCLKINA/B，可對時鐘輸入預(yù)定標(biāo)，可對時鐘輸入預(yù)定標(biāo)u 4個個可屏蔽中斷（下溢、上溢、比較匹配、周期匹配）可屏蔽中斷（下溢、上溢、比較匹配、周期匹配）u 當(dāng)選擇增當(dāng)選擇增/減計數(shù)模式時，可用減計數(shù)模式時，可用TDIRA/B引腳控制引腳控制計數(shù)方向計數(shù)方向u 一個定時器一個定時器比較輸出比較輸出引腳引腳TxCMP。6通用定時器輸入/輸出通用定時器的輸入包括：通用定時器的輸入包括：u 內(nèi)部高速外設(shè)時鐘（內(nèi)部高速外設(shè)時鐘（HSPCLKHSPCLK）u 外

6、部時鐘外部時鐘TCLKINA/BTCLKINA/B，最高頻率不超過，最高頻率不超過CPUCPU時鐘的時鐘的1/41/4u 方向輸入方向輸入TDIRA/BTDIRA/B，控制通用定時器遞增（，控制通用定時器遞增（1 1）/ /遞減（遞減（0 0）計數(shù)的方向）計數(shù)的方向 通用定時器的輸出包括：通用定時器的輸出包括：u 通用定時器比較輸出通用定時器比較輸出TxCMP/TxPWMTxCMP/TxPWMu 為為ADCADC模塊提供模塊提供ADCADC轉(zhuǎn)換啟動信號轉(zhuǎn)換啟動信號u 為比較單元提供下溢、上溢、比較匹配和周期匹配等中斷信號為比較單元提供下溢、上溢、比較匹配和周期匹配等中斷信號 下溢下溢：計數(shù)器值

7、：計數(shù)器值0 x0000 上溢上溢：TxCNT0 xFFFF 比較匹配比較匹配：TxCNT=TxCMPR 周期匹配周期匹配：TxCNT=TxPRu 計數(shù)方向標(biāo)識位計數(shù)方向標(biāo)識位( (狀態(tài)狀態(tài)) )7通用定時器框圖全局控制寄存器全局控制寄存器GPTCONA/BGPTCONA/B確定通用定確定通用定時器實現(xiàn)具體任務(wù)時需要采取的比較方式時器實現(xiàn)具體任務(wù)時需要采取的比較方式和引腳極性，并給出定時器的計數(shù)方向。和引腳極性，并給出定時器的計數(shù)方向。定時器定時器2/42/4可以使用定時器可以使用定時器1/31/3的周期寄的周期寄存器，反過來不可以。存器，反過來不可以。TxCONTxCON確定每個通用定時器的

8、計數(shù)模式、確定每個通用定時器的計數(shù)模式、時鐘源、分頻系數(shù)、使能時鐘源、分頻系數(shù)、使能/ /禁止計數(shù)、比較禁止計數(shù)、比較操作。操作。8比較與周期寄存器的雙緩沖u 比較和周期寄存器采用雙緩沖結(jié)構(gòu)，在任何時刻可以對這比較和周期寄存器采用雙緩沖結(jié)構(gòu)，在任何時刻可以對這兩個寄存器進(jìn)行讀寫操作。進(jìn)行寫操作時，新的值是寫到映兩個寄存器進(jìn)行讀寫操作。進(jìn)行寫操作時，新的值是寫到映射緩沖寄存器；射緩沖寄存器；u 對于比較寄存器，只有當(dāng)對于比較寄存器，只有當(dāng)TxCON寄存器確定的特定事件寄存器確定的特定事件（下溢或周期匹配下溢或周期匹配）發(fā)生時映射緩沖寄存器的值才加載到比）發(fā)生時映射緩沖寄存器的值才加載到比較寄存器

9、；較寄存器；u 對于周期寄存器，只有當(dāng)計數(shù)寄存器對于周期寄存器，只有當(dāng)計數(shù)寄存器TxCNT0時，工作時，工作寄存器才能重新加載映射緩沖寄存器中的值。寄存器才能重新加載映射緩沖寄存器中的值。提示：周期寄存器與比較寄存器采用雙緩沖結(jié)構(gòu)允許在一個提示：周期寄存器與比較寄存器采用雙緩沖結(jié)構(gòu)允許在一個周期的任何時刻更新周期和比較寄存器，從而可以在下一周周期的任何時刻更新周期和比較寄存器，從而可以在下一周期改變定時器的周期和期改變定時器的周期和PWMPWM的脈沖寬度。的脈沖寬度。9通用定時器的計數(shù)操作模式 當(dāng)定時器被禁止時，定時器停止計數(shù)操作，預(yù)定標(biāo)器復(fù)位當(dāng)定時器被禁止時，定時器停止計數(shù)操作，預(yù)定標(biāo)器復(fù)位

10、為為x/1x/1；當(dāng)使能定時器時，定時器按照；當(dāng)使能定時器時，定時器按照TxCONTxCON中設(shè)定的中設(shè)定的四種四種工作工作模式之一開始計數(shù)：模式之一開始計數(shù)：1 1）停止停止/ /保持模式保持模式TMODE1&0TMODE1&00000 定時器停止計數(shù)并保存當(dāng)前的狀態(tài)，定時器的計數(shù)器、比較輸出和預(yù)定定時器停止計數(shù)并保存當(dāng)前的狀態(tài)，定時器的計數(shù)器、比較輸出和預(yù)定標(biāo)計數(shù)器均保持不變。標(biāo)計數(shù)器均保持不變。2 2）連續(xù)遞增計數(shù)模式連續(xù)遞增計數(shù)模式TMODE1&0TMODE1&00101u 連續(xù)遞增計數(shù)模式下，連續(xù)遞增計數(shù)模式下，GPTCONA/BGPTCONA/B中的

11、計數(shù)方向標(biāo)識位為中的計數(shù)方向標(biāo)識位為1 1u 輸入時鐘可以是內(nèi)部或外部時鐘，輸入時鐘可以是內(nèi)部或外部時鐘，TDIRA/BTDIRA/B不起作用不起作用u 定時器周期的時間為（定時器周期的時間為（TxPR+1TxPR+1）個定標(biāo)后的時鐘輸入周期）個定標(biāo)后的時鐘輸入周期u 該模式下，定時器按照預(yù)定標(biāo)的輸入時鐘計數(shù)，在計數(shù)值和周期寄存器該模式下，定時器按照預(yù)定標(biāo)的輸入時鐘計數(shù)，在計數(shù)值和周期寄存器匹配后的下一個時鐘上升沿，計數(shù)器復(fù)位為匹配后的下一個時鐘上升沿，計數(shù)器復(fù)位為0 0，并開始下一個計數(shù)周期。，并開始下一個計數(shù)周期。10連續(xù)遞增計數(shù)模式u 在計數(shù)器與周期寄存器匹配一個時鐘周期后，在計數(shù)器與周

12、期寄存器匹配一個時鐘周期后，周期中斷周期中斷標(biāo)志標(biāo)志置位。該周期中斷可通過置位。該周期中斷可通過GPTCONA/BGPTCONA/B相應(yīng)位來啟動相應(yīng)位來啟動ADCADC。u 在計數(shù)器復(fù)位為在計數(shù)器復(fù)位為0 0后的一個時鐘周期，后的一個時鐘周期，下溢中斷下溢中斷標(biāo)志被置位。標(biāo)志被置位。同樣，該周期中斷可通過同樣，該周期中斷可通過GPTCONA/BGPTCONA/B相應(yīng)位來啟動相應(yīng)位來啟動ADCADC。 提示：提示：連續(xù)遞增計數(shù)模式連續(xù)遞增計數(shù)模式特別適于邊沿觸發(fā)或非對稱特別適于邊沿觸發(fā)或非對稱PWM波形產(chǎn)生等應(yīng)用，也波形產(chǎn)生等應(yīng)用，也適于電機(jī)和運(yùn)動控制系統(tǒng)中適于電機(jī)和運(yùn)動控制系統(tǒng)中采樣周期的產(chǎn)生

13、。采樣周期的產(chǎn)生。111 1）非對稱非對稱波形的產(chǎn)生波形的產(chǎn)生u 當(dāng)定時器工作于當(dāng)定時器工作于連續(xù)遞增計數(shù)模式連續(xù)遞增計數(shù)模式時，產(chǎn)生非對稱波形時，產(chǎn)生非對稱波形u 有效的輸出脈沖寬度有效的輸出脈沖寬度( (TxPR+1TxPR+1)-TxCMPR)-TxCMPRu PWM PWM的占空比可以從的占空比可以從0 0100100變化變化u 對于非對稱對于非對稱PWMPWM波形，改變比較寄存器值僅改變波形，改變比較寄存器值僅改變PWMPWM脈沖的一側(cè)脈沖的一側(cè)通用定時器的比較操作(1)(1)(2)(2)(4)(4)(3)(3)(6)(6)(7)(7)TxCMPR=0TxCMPR=0TxCMPRTx

14、PRTxCMPRTxPRTxCMPRTxPRTxCMPRTxPR(8)(8)(9)(9)TxCMPR0TxCMPR0(5)(5)2 2）直到比較匹配前保持不變（）直到比較匹配前保持不變（TxCNTTxCMPRTxCNTTxPRTxCMPRTxPR，則整個計數(shù)周期內(nèi)輸出為，則整個計數(shù)周期內(nèi)輸出為0 0（占空比為（占空比為0 0 ）4 4）跳變后保持不變直到周期結(jié)束）跳變后保持不變直到周期結(jié)束100012定向遞增/遞減計數(shù)模式3 3）定向遞增定向遞增/ /遞減計數(shù)模式遞減計數(shù)模式TMODE1&0TMODE1&01010u 該模式下，計數(shù)方向受該模式下，計數(shù)方向受TDIRA/B引腳的

15、輸入信號控制引腳的輸入信號控制 a）TDIRA/B=1：從從TxCNT0遞增遞增計數(shù)直到計數(shù)直到TxCNT=TxPR或或0 xFFFF時，時，TxCNT0，然后重新遞增計數(shù)到周期寄存器的值；，然后重新遞增計數(shù)到周期寄存器的值； b) TDIRA/B=0：從從TxCNT=TxPR遞減遞減計數(shù)直到計數(shù)直到TxCNT0，然后重，然后重新載入周期寄存器的值，并繼續(xù)計數(shù)。新載入周期寄存器的值，并繼續(xù)計數(shù)。u 周期、下溢、上溢中斷標(biāo)志及其操作與連續(xù)計數(shù)方式相同周期、下溢、上溢中斷標(biāo)志及其操作與連續(xù)計數(shù)方式相同u 同樣，由同樣，由GPTCONA/B中的計數(shù)方向標(biāo)識位可知增或減計數(shù)中的計數(shù)方向標(biāo)識位可知增或減

16、計數(shù)u 當(dāng)當(dāng)TDIRA/B引腳的電平變化后，引腳的電平變化后，需要在結(jié)束當(dāng)前計數(shù)脈沖，需要在結(jié)束當(dāng)前計數(shù)脈沖，并延遲一個計數(shù)脈沖后才變化并延遲一個計數(shù)脈沖后才變化，見下圖見下圖。 13定向遞增/遞減計數(shù)模式 通常，通用定時器通常，通用定時器2/42/4的定向增的定向增/ /減計數(shù)模減計數(shù)模式與式與QEPQEP電路結(jié)合使用，由電路結(jié)合使用，由QEPQEP電路為定時器電路為定時器提供計數(shù)時鐘和計數(shù)方向。該模式主要用于提供計數(shù)時鐘和計數(shù)方向。該模式主要用于QEPQEP中對中對光電編碼器光電編碼器的脈沖計數(shù)。的脈沖計數(shù)。14連續(xù)遞增/遞減計數(shù)模式4 4）連續(xù)遞增連續(xù)遞增/ /遞減計數(shù)模式遞減計數(shù)模式T

17、MODE1&0TMODE1&01111u 該模式下，計數(shù)方向不受該模式下，計數(shù)方向不受TDIRA/BTDIRA/B引腳的輸入信號控制。首先遞增計數(shù)直引腳的輸入信號控制。首先遞增計數(shù)直到到TxCNT=TxPRTxCNT=TxPR或或0 xFFFF0 xFFFF時，開始遞減計數(shù)直到時，開始遞減計數(shù)直到TxCNT=0TxCNT=0，然后重新從遞減，然后重新從遞減變?yōu)檫f增計數(shù)；變?yōu)檫f增計數(shù)；u 除第一個周期外，計數(shù)周期都是除第一個周期外，計數(shù)周期都是2 2TxPRTxPR個時鐘定標(biāo)后的周期；個時鐘定標(biāo)后的周期；u 周期、下溢、上溢中斷標(biāo)志及其操作與連續(xù)計數(shù)方式相同；周期、下溢、上溢中斷

18、標(biāo)志及其操作與連續(xù)計數(shù)方式相同；u 同樣，由同樣，由GPTCONA/BGPTCONA/B中的計數(shù)方向標(biāo)識位可知增或減計數(shù)。中的計數(shù)方向標(biāo)識位可知增或減計數(shù)。 提示提示：連續(xù)遞增：連續(xù)遞增/減減計數(shù)模式特別適于電計數(shù)模式特別適于電機(jī)控制與功率電子等機(jī)控制與功率電子等應(yīng)用產(chǎn)生中心對稱的應(yīng)用產(chǎn)生中心對稱的PWM波形。波形。15對稱波形的產(chǎn)生2 2）對稱對稱波形的產(chǎn)生波形的產(chǎn)生u 當(dāng)定時器工作于當(dāng)定時器工作于連續(xù)遞增連續(xù)遞增/ /遞減計數(shù)模式遞減計數(shù)模式時，產(chǎn)生對稱波形時，產(chǎn)生對稱波形u 有效的輸出脈沖寬度有效的輸出脈沖寬度2 2TxPRTxPR-TxCMPR-TxCMPRupup-TxCMPR-Tx

19、CMPRdown down u PWM PWM的占空比可以從的占空比可以從0 0100100變化變化 (1)(1) (2)(2)(3)(3)(4)(4)(5)(5)(6)(6)(7)(7)TxCMPR=0TxCMPR=0TxCMPRTxPRTxCMPRTxPRTxCMPRTxPRTxCMPRTxPRTxCMPR0TxCMPR02 2）直到比較匹配時保持不變（）直到比較匹配時保持不變（TxCMPRTxPRTxCMPRTxPRTxCMPRTxPR，則整個計數(shù)周期內(nèi)輸出為，則整個計數(shù)周期內(nèi)輸出為0 0 （占空比為（占空比為0 0）4 4）第二次匹配前保持不變）第二次匹配前保持不變(8)(8)16使用

20、通用定時器產(chǎn)生PWM信號u 每個通用定時器可以獨(dú)立提供一個每個通用定時器可以獨(dú)立提供一個PWMPWM輸出通道，因此通用定時器最多輸出通道，因此通用定時器最多可以提供四個通道的可以提供四個通道的PWMPWM輸出。輸出。u 設(shè)定設(shè)定PWMPWM信號的步驟：信號的步驟： 1）根據(jù)所需的）根據(jù)所需的PWM（載波）周期設(shè)置（載波）周期設(shè)置TxPR; 2）配置）配置 GPTCONA/B寄存器，設(shè)定寄存器，設(shè)定PWM輸出的極性輸出的極性 3）設(shè)置）設(shè)置TxCON，確定計數(shù)模式和時鐘源，啟動，確定計數(shù)模式和時鐘源，啟動PWM輸出；輸出； 4）將所需的）將所需的PWM脈沖寬度（占空比）裝載到脈沖寬度（占空比）裝

21、載到TxCMPR.u 對于對于連續(xù)遞增計數(shù)連續(xù)遞增計數(shù)方式，將所需方式，將所需PWMPWM周期除以定時器輸入時鐘的周期，周期除以定時器輸入時鐘的周期，然后減然后減1 1即得到即得到TxPRTxPR；對于對于；對于對于連續(xù)遞增連續(xù)遞增/ /遞減計數(shù)遞減計數(shù)方式，將所需方式，將所需PWMPWM周期周期除以除以2 2倍的定時器輸入時鐘周期即得到倍的定時器輸入時鐘周期即得到TxPRTxPR 。例如：若例如：若HSPCLK=75MHz, 定時器定時器 時鐘不分頻時鐘不分頻, 要產(chǎn)生要產(chǎn)生20kHz的的PWM波形，波形，則連續(xù)遞增計數(shù)方式下則連續(xù)遞增計數(shù)方式下TxPR=75M/20k-1=3749, 連續(xù)

22、遞增連續(xù)遞增/遞減計數(shù)方式下遞減計數(shù)方式下TxPR=75M/20k/2=1875。17 PWMPWM電路具有如下特點(diǎn)：電路具有如下特點(diǎn)：u 每個事件管理器可產(chǎn)生每個事件管理器可產(chǎn)生8 8路路PWM信號，其中信號，其中3對對PWM信號信號由比較單元產(chǎn)生（死區(qū)可編程），由比較單元產(chǎn)生（死區(qū)可編程），2路路由通用定時器產(chǎn)生；由通用定時器產(chǎn)生；u 可設(shè)置的最小死區(qū)、最小脈沖寬度為一個可設(shè)置的最小死區(qū)、最小脈沖寬度為一個CPU時鐘；時鐘；u PWM的最高分辨率為的最高分辨率為16位；位；u 可快速改變可快速改變PWM的載波頻率和脈寬（雙緩沖結(jié)構(gòu)）；的載波頻率和脈寬（雙緩沖結(jié)構(gòu)）；u 功率驅(qū)動保護(hù)中斷功率

23、驅(qū)動保護(hù)中斷PDINTx可以直接屏蔽可以直接屏蔽PWM輸出；輸出；u 能夠產(chǎn)生可編程的對稱、非對稱和能夠產(chǎn)生可編程的對稱、非對稱和空間矢量空間矢量PWM波形；波形；u 比較寄存器和周期寄存器可自動加載，減少比較寄存器和周期寄存器可自動加載，減少CPU開銷開銷。8.3 PWM電路188.3.1 PWM8.3.1 PWM電路與比較單元電路與比較單元EVA模塊的模塊的PWM電路包括以下功能單元：電路包括以下功能單元：u 對稱對稱/非對稱波形發(fā)生器（非對稱波形發(fā)生器（與通用定時器相似與通用定時器相似）u 可編程的死區(qū)單元可編程的死區(qū)單元(DBU)u 輸出邏輯控制輸出邏輯控制u 空間矢量空間矢量PWM狀

24、態(tài)機(jī)狀態(tài)機(jī) 提示：這些集成的提示：這些集成的PWMPWM電路尤其適于電機(jī)控制和運(yùn)動控制等電路尤其適于電機(jī)控制和運(yùn)動控制等應(yīng)用領(lǐng)域，從而可以簡化硬件電路并減少應(yīng)用領(lǐng)域，從而可以簡化硬件電路并減少CPUCPU的開銷。的開銷。 EVAEVA模塊的模塊的PWMPWM波形產(chǎn)生由以下寄存器設(shè)定：波形產(chǎn)生由以下寄存器設(shè)定：T1CONT1CON、COMCONACOMCONA、ACTRAACTRA和和DBTCONADBTCONA。19PWM電路框圖D12:11D12:11計數(shù)模式計數(shù)模式 0000停止停止/ /保持保持0101連續(xù)增連續(xù)增/ /減計數(shù)減計數(shù)1010連續(xù)增計數(shù)連續(xù)增計數(shù)1111定向增定向增/ /減

25、計數(shù)減計數(shù)D12D120 0禁止空間矢量禁止空間矢量PWMPWM1 1使能空間矢量使能空間矢量PWMPWM空間矢量空間矢量PWMPWM的的設(shè)置：設(shè)置：1 1）方向；）方向；2 2）矢量位）矢量位0000強(qiáng)制低強(qiáng)制低0101有效低有效低1010有效高有效高1111強(qiáng)制高強(qiáng)制高D11:0D11:0D9 D9 完全比較輸出使能完全比較輸出使能 0 0PWM1-6PWM1-6為高阻狀態(tài)為高阻狀態(tài)1 1使能使能 PWMPWM各路輸出各路輸出20可編程死區(qū)單元u 每個事件管理器模塊都有每個事件管理器模塊都有一個一個死區(qū)控制單元，死區(qū)單元的輸入為來自比死區(qū)控制單元，死區(qū)單元的輸入為來自比較單元的信號較單元的

26、信號PHxPHx（x=1,2,3x=1,2,3），對于每個輸入產(chǎn)生兩個輸出信號），對于每個輸入產(chǎn)生兩個輸出信號DTPHxDTPHx和和DTPHx_DTPHx_；u 當(dāng)死區(qū)控制使能時，這兩個輸出信號的跳變沿被一段稱作死區(qū)的時間間當(dāng)死區(qū)控制使能時，這兩個輸出信號的跳變沿被一段稱作死區(qū)的時間間隔分開，這個時間段由隔分開，這個時間段由DBTCONxDBTCONx來設(shè)定。來設(shè)定。提示：設(shè)置死區(qū)的目的在于防止每個比較單元對應(yīng)的兩路提示：設(shè)置死區(qū)的目的在于防止每個比較單元對應(yīng)的兩路PWMPWM信號同時打開被控功率橋的上下臂形成直通狀態(tài)導(dǎo)致短路。信號同時打開被控功率橋的上下臂形成直通狀態(tài)導(dǎo)致短路。M218.3

27、.2 PWM波形的產(chǎn)生u PWM信號是一系列幅值/頻率固定、寬度可變的脈沖序列；u PWM（載波）頻率 f 和PWM周期 T: f = 1/T；u 每個載波周期PWM信號的脈沖寬度（占空比）根據(jù)調(diào)制信號的幅值確定。 提示：通常調(diào)制信號的頻率通常遠(yuǎn)低于載波頻率。提示：通常調(diào)制信號的頻率通常遠(yuǎn)低于載波頻率。228.3.3 采用事件管理器產(chǎn)生PWMu 每個每個EV模塊中，有模塊中，有3對對死區(qū)死區(qū)和和極性極性可編程的可編程的PWM輸出引腳輸出引腳PWM1-6或或PWM7-12，這，這6個特定的個特定的PWM輸出可用于控制三輸出可用于控制三相交流感應(yīng)電機(jī)、永磁同步電機(jī)和直流無刷電機(jī)等；相交流感應(yīng)電機(jī)、

28、永磁同步電機(jī)和直流無刷電機(jī)等；u 與通用定時器產(chǎn)生的與通用定時器產(chǎn)生的PWM輸出相比，輸出相比，PWM電路除了可以電路除了可以產(chǎn)生對稱、非對稱產(chǎn)生對稱、非對稱PWM波形外，三個比較單元結(jié)合使用還可波形外，三個比較單元結(jié)合使用還可以產(chǎn)生三相對稱的空間矢量以產(chǎn)生三相對稱的空間矢量PWM輸出。輸出。 MPWM3VDCPWM4PWM1PWM2PWM5PWM623比較單元框圖死區(qū)控制寄存器死區(qū)控制寄存器DBTCONA比較控制寄存器比較控制寄存器COMCONAT1PR& T1CON比較方式控制寄存器比較方式控制寄存器ACTRACMPRxT1CNT需要配置的寄存器包括（對于需要配置的寄存器包括（對于

29、EVAEVA） ： COMCONA、 CMPRx、T1PR、 T1CON 、 ACTRA、DBTCONA 。程序執(zhí)行過程不斷刷新程序執(zhí)行過程不斷刷新CMPRxCMPRx可以改變可以改變6 6路路PWMPWM輸出的占空比。輸出的占空比。24非對稱PWM波形產(chǎn)生u PWM PWM脈沖不是關(guān)于脈沖不是關(guān)于PWMPWM周期中心對稱，脈沖寬度只能從脈沖的一側(cè)開周期中心對稱，脈沖寬度只能從脈沖的一側(cè)開始變化；始變化；u 同樣，定時器設(shè)定為同樣，定時器設(shè)定為連續(xù)遞增連續(xù)遞增計數(shù)模式；計數(shù)模式；u 所有所有PWMPWM輸出引腳受同一個死區(qū)值控制。輸出引腳受同一個死區(qū)值控制。10025對稱PWM波形產(chǎn)生u PW

30、M PWM脈沖關(guān)于脈沖關(guān)于PWMPWM周期中心對稱；周期中心對稱；u 同樣，定時器設(shè)定為同樣，定時器設(shè)定為連續(xù)遞增連續(xù)遞增/ /遞減遞減計數(shù)模式；計數(shù)模式；u 當(dāng)采用正弦波調(diào)制時，采用對稱當(dāng)采用正弦波調(diào)制時，采用對稱PWMPWM波形有助于減小交流電機(jī)中相電波形有助于減小交流電機(jī)中相電流的諧波分量。流的諧波分量。 268.4 捕獲單元捕獲單元概述捕獲單元概述u EVAEVA和和EVBEVB各有各有3 3個捕獲單元用于捕獲外部引腳上的電平跳變，分別對應(yīng)個捕獲單元用于捕獲外部引腳上的電平跳變，分別對應(yīng)輸入引腳輸入引腳CAP1CAP1CAP3CAP3和和CAP4CAP4CAP6CAP6，每個捕獲單元有

31、一個可屏蔽的中每個捕獲單元有一個可屏蔽的中斷標(biāo)志位和一個兩級深的斷標(biāo)志位和一個兩級深的FIFOFIFO推棧；推棧；u EVAEVA可以選擇定時器可以選擇定時器1/21/2（EVBEVB選擇定時器選擇定時器3/43/4）作為時間基準(zhǔn)；）作為時間基準(zhǔn)；u 用戶可設(shè)定的跳變檢測（上升沿、下降沿、用戶可設(shè)定的跳變檢測（上升沿、下降沿、上升和下降沿上升和下降沿）。）。 捕獲單元的操作捕獲單元的操作： 1 1）捕獲單元能夠捕獲外部引腳的跳變）捕獲單元能夠捕獲外部引腳的跳變( (上升沿上升沿/ /下降沿下降沿) )，當(dāng)檢測到特定的跳，當(dāng)檢測到特定的跳變時，變時，定時器的值定時器的值將被捕獲并存入到一個兩級深

32、的將被捕獲并存入到一個兩級深的FIFOFIFO推棧中，捕獲推棧中，捕獲FIFOFIFO狀狀態(tài)寄存器態(tài)寄存器CAPFIFOA/BCAPFIFOA/B相應(yīng)的位就進(jìn)行調(diào)整，以反映相應(yīng)的位就進(jìn)行調(diào)整，以反映FIFOFIFO堆棧的狀態(tài)；堆棧的狀態(tài)； 2 2）如果有一個或多個有效的捕獲值存到）如果有一個或多個有效的捕獲值存到FIFOFIFO中，將會使相應(yīng)的中斷標(biāo)志位中，將會使相應(yīng)的中斷標(biāo)志位置位；如果中斷未被屏蔽，將產(chǎn)生一個外設(shè)中斷申請。置位；如果中斷未被屏蔽，將產(chǎn)生一個外設(shè)中斷申請。CAP1FIFO 0 x7423CAP1FIFO 0 x7423CAP1FBOT 0 x7427CAP1FBOT 0 x7

33、42727捕獲單元的應(yīng)用u BLDC BLDC電機(jī)的換向電機(jī)的換向1 1）檢測轉(zhuǎn)子磁極的位置，設(shè)為）檢測轉(zhuǎn)子磁極的位置，設(shè)為IOIO模式，直接讀取引腳電平；模式，直接讀取引腳電平；2 2）可采用中斷或查詢方式。）可采用中斷或查詢方式。u BLDCBLDC電機(jī)的速度檢測電機(jī)的速度檢測 通過檢測霍爾信號的脈沖寬度，通過檢測霍爾信號的脈沖寬度，結(jié)合電機(jī)極對數(shù)結(jié)合電機(jī)極對數(shù)n n來計算轉(zhuǎn)速。來計算轉(zhuǎn)速。60120180240300NHall Sensor 1Hall Sensor 2Hall Sensor 3Capture 1Capture 2Capture 3=360/(6n)t=t2-t1=KpT

34、clk=/tn=1n=128u 每個事件管理器模塊都有每個事件管理器模塊都有一個一個正交脈沖編碼（正交脈沖編碼（QEPQEP）電路；）電路；u QEPQEP輸入引腳與捕獲單元輸入引腳與捕獲單元共用共用，如果，如果QEPQEP電路被使能，可以電路被使能，可以對對CAP1/QEP1CAP1/QEP1和和CAP2/QEP2CAP2/QEP2（對于（對于EVAEVA）引腳上的正交脈沖進(jìn)行編）引腳上的正交脈沖進(jìn)行編碼和計數(shù)碼和計數(shù) ，此時捕獲功能被禁止；，此時捕獲功能被禁止；8.5 正交脈沖編碼電路u QEP QEP電路的輸入脈沖經(jīng)過電路的輸入脈沖經(jīng)過4 4倍倍頻和辨向頻和辨向作為定時器的作為定時器的2

35、/42/4的時的時鐘源和方向控制信號，此時定鐘源和方向控制信號，此時定時器必須工作在時器必須工作在定向增定向增/ /減計數(shù)減計數(shù)模式，預(yù)定標(biāo)參數(shù)恒為模式，預(yù)定標(biāo)參數(shù)恒為1 1，且定，且定時器的外部輸入引腳時器的外部輸入引腳（TDIRA/BTDIRA/B、TCLKINA/BTCLKINA/B）不起作用。不起作用。 29QEP編碼脈沖和處理u 正交編碼脈沖是兩個頻率可變，相位相差正交編碼脈沖是兩個頻率可變，相位相差9090的脈沖序列；的脈沖序列；u 如果如果QEP1的脈沖輸入超前的脈沖輸入超前QEP2，則定時器進(jìn)行遞增計數(shù)；，則定時器進(jìn)行遞增計數(shù)；反之，則進(jìn)行遞減計數(shù)；反之，則進(jìn)行遞減計數(shù)；u Q

36、EP電路對輸入脈沖的上升沿和下降沿均進(jìn)行計數(shù)，因此電路對輸入脈沖的上升沿和下降沿均進(jìn)行計數(shù)，因此QEP電路對輸入脈沖進(jìn)行四倍頻。電路對輸入脈沖進(jìn)行四倍頻。減計數(shù)減計數(shù)加計數(shù)加計數(shù)30BLDC電機(jī)控制系統(tǒng)原理框圖CH BCH AHA CHA BHA APH CPH BPH A差分差分三相三相PWM功率放大功率放大換向邏輯換向邏輯電流傳感器電流傳感器位移位移速度速度加速度加速度設(shè)定設(shè)定直流直流無刷電無刷電機(jī)機(jī)位置環(huán)位置環(huán)控制器控制器速度環(huán)速度環(huán)控制器控制器電流環(huán)電流環(huán)控制器控制器上位機(jī)上位機(jī)DSP系統(tǒng)系統(tǒng)QEPSCICANADCPWMCAP318.6 事件管理器中斷u 每個事件管理器的中斷模塊均分

37、為三組，每組都有相應(yīng)的中斷標(biāo)志寄存每個事件管理器的中斷模塊均分為三組，每組都有相應(yīng)的中斷標(biāo)志寄存器和中斷使能寄存器，見下表；器和中斷使能寄存器，見下表；u當(dāng)當(dāng)EVEV模塊中有中斷產(chǎn)生時，中斷標(biāo)志寄存器中的中斷標(biāo)志置位為模塊中有中斷產(chǎn)生時，中斷標(biāo)志寄存器中的中斷標(biāo)志置位為1 1，如果，如果該中斷未被屏蔽（該中斷未被屏蔽（EVAIMRxEVAIMRx中相應(yīng)位被置中相應(yīng)位被置1 1），），PIEPIE將產(chǎn)生一個外設(shè)中斷；將產(chǎn)生一個外設(shè)中斷；u 外設(shè)中斷寄存器中的中斷標(biāo)志必須在外設(shè)中斷寄存器中的中斷標(biāo)志必須在ISRISR中通過軟件清除，否則將導(dǎo)致隨中通過軟件清除，否則將導(dǎo)致隨后產(chǎn)生相同中斷時無法發(fā)出中

38、斷請求。后產(chǎn)生相同中斷時無法發(fā)出中斷請求。32事件管理器A的中斷33事件管理器功能概述：事件管理器功能概述：1）兩個定時器）兩個定時器：為為PWM、CAP、QEP電路提供事件基準(zhǔn)；電路提供事件基準(zhǔn)；2）PWM電路電路：提供八路（六路死區(qū)可編程）提供八路（六路死區(qū)可編程）PWM信號；信號；3）捕獲單元：）捕獲單元：實現(xiàn)實現(xiàn)BLDC電機(jī)的電子換向和速度測量；電機(jī)的電子換向和速度測量；4）QEP電路：電路：實現(xiàn)和正交脈沖編碼器的接口。實現(xiàn)和正交脈沖編碼器的接口。第八講第八講 內(nèi)容總結(jié)內(nèi)容總結(jié)光電編碼器光電編碼器霍爾傳感器霍爾傳感器功率放大器功率放大器電流傳感器電流傳感器34思考題1 1、PWMPWM

39、功率放大器與線性功率放大器相比有何優(yōu)點(diǎn)？功率放大器與線性功率放大器相比有何優(yōu)點(diǎn)？2 2、事件管理器中的通用定時器與、事件管理器中的通用定時器與CPUCPU通用定時器相比有何通用定時器相比有何特點(diǎn)？特點(diǎn)？3 3、對于直流無刷電機(jī)，分別簡述采用正交脈沖編碼器和通、對于直流無刷電機(jī)，分別簡述采用正交脈沖編碼器和通過檢測磁極位置的霍爾傳感器測量電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法。過檢測磁極位置的霍爾傳感器測量電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法。35今后的課程安排1、課堂教學(xué)本次課后結(jié)束，實驗預(yù)計到第、課堂教學(xué)本次課后結(jié)束，實驗預(yù)計到第11或或12周周結(jié)束；結(jié)束；2、課程設(shè)計報告的考查初步定于第、課程設(shè)計報告的考查初步定于第14周周五（周周五

40、（5月月30日日）上午）上午8:00-11:30，地點(diǎn)在，地點(diǎn)在4101房間，將提前一房間，將提前一周在網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂上通知報告排序；周在網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂上通知報告排序；3、歡迎同學(xué)們對課堂教學(xué)和實驗內(nèi)容提出寶貴建議。、歡迎同學(xué)們對課堂教學(xué)和實驗內(nèi)容提出寶貴建議。36事件管理器功能框圖重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容37通用定時器框圖全局控制寄存器全局控制寄存器GPTCONA/BGPTCONA/B確定通用確定通用定時器實現(xiàn)具體任務(wù)時需要采取的操作定時器實現(xiàn)具體任務(wù)時需要采取的操作方式，并確定定時器的計數(shù)方向。方式，并確定定時器的計數(shù)方向。定時器定時器2/42/4可以使用定時器可以使用定時器1/31/3的周期寄的周期寄存器，

41、反過來不可以。存器，反過來不可以。38通用定時器控制寄存器T2STAT/T1STAT定時器的狀態(tài)：0遞減計數(shù)，1遞增計數(shù)T2CTRIPE/T1CTRIPETxCTRIP使能（當(dāng)EXTCON01時有效） 0屏蔽TxCTRIP，1使能TxCTRIPT2TOADC/T1TOADCTx啟動ADC：00無事件啟動，01下溢中斷啟動， 10周期中斷啟動，11比較中斷啟動ADCT2CMPOE/T1CMPOE比較輸出使能（當(dāng)EXTCON01時有效） : 0比較輸出高阻，1由定時器觸發(fā)驅(qū)動T2PIN/T1PIN定時器比較輸出極性選擇： 00強(qiáng)制低，01低有效，10高有效，11強(qiáng)制高39定時器控制寄存器TxCON

42、Free，Soft仿真控制位，缺省值為00TMODE1-0計數(shù)模式: 00-保持, 01-連續(xù)增/減, 10-連續(xù)增計數(shù), 11-定向增定向增/減計數(shù)減計數(shù)TPS2-TPS0輸入時鐘預(yù)定標(biāo)參數(shù)：HSPCLK/2(TPS2TPS0)， 0128T2SWT1/T4WST3T2/T4的使能選擇:0自己的使能位，1使用T1/T3的使能位TENABLE定時器使能位：0停止定時器工作，1使能定時器工作TCLKS1-0時鐘源選擇：00內(nèi)部(HSPCLK)，01外部(TCLKIN)，11QEP電路TCLD1-0比較寄存器裝載條件：00計數(shù)值為0，01等于0或TxPR，10立即TECMPR定時器比較使能：0禁止

43、定時器比較操作，1使能定時器比較操作SELT1PR/SELT3PR周期寄存器選擇：0使用自己的PR，1使用T1PR或T3PR40定時器比較寄存器T1CMPRT1CMPR：保存定時器的計數(shù)比較值：保存定時器的計數(shù)比較值比較寄存器中的值用于不斷地與定時器的計數(shù)值比較。當(dāng)比較匹配時（TxCNT=TxCMPR），將產(chǎn)生下列事件：u 根據(jù)GPTCONA/B中設(shè)置的模式，比較輸出引腳將產(chǎn)生跳變u 相應(yīng)的中斷標(biāo)志置位，同時可設(shè)置GPTCON啟動A/D轉(zhuǎn)換器u 如果中斷未被屏蔽，則產(chǎn)生一個外設(shè)中斷申請通過設(shè)置TxCON1中的使能位，可以使能或禁止比較操作41定時器周期計數(shù)器TxPRTxPR定時器定時器x x計

44、數(shù)的周期值計數(shù)的周期值 通用定時器的周期寄存器內(nèi)存放的值決定了定時器的周期。當(dāng)周期寄存器的值與計數(shù)器值相等時，根據(jù)定時器的工作模式，計數(shù)器或復(fù)位為0，或遞減計數(shù)。42死區(qū)定時器控制寄存器DBT30死區(qū)定時器周期死區(qū)定時器周期(m=015)，減計數(shù)，減計數(shù)EDBT31死區(qū)定時器使能，分別對應(yīng)死區(qū)定時器使能，分別對應(yīng)PWM5&6、 PWM3&4PWM3&4、 PWM2&1PWM2&1 0屏蔽，屏蔽，1使能使能DBTPS20死區(qū)定時器預(yù)定標(biāo)控制位死區(qū)定時器預(yù)定標(biāo)控制位( (101-111101-111相同相同) )：x/2p=x/(132)死區(qū)時間死區(qū)時間=1

45、/HSPCLKm2p 其中其中HSPCLK=SYSCLKOUT/(114)取取HSPCLK37.5MHz，則死區(qū)時間，則死區(qū)時間0，12.8s437.3.4 空間矢量PWMu 空間矢量PWM是實現(xiàn)三相功率逆變器的6個功率管控制的一種方法，其優(yōu)點(diǎn)在于能夠保證三相交流電機(jī)的繞組中產(chǎn)生較小的電路諧波；u 與正弦波調(diào)制相比，能夠提高電源的利用率；u 廣泛應(yīng)用于控制三相感應(yīng)電機(jī)、永磁同步電機(jī)等實現(xiàn)全數(shù)字的交流伺服/驅(qū)動系統(tǒng)。建議：建議： 結(jié)合第結(jié)合第1111章內(nèi)容自學(xué)。章內(nèi)容自學(xué)。447.4 捕獲單元7.4.1 7.4.1 捕獲單元概述捕獲單元概述u EVAEVA和和EVBEVB各有各有3 3個捕獲單元

46、用于捕獲外部引腳上的電平跳變，分別對應(yīng)個捕獲單元用于捕獲外部引腳上的電平跳變，分別對應(yīng)輸入引腳輸入引腳CAP1CAP1CAP3CAP3和和CAP4CAP4CAP6CAP6，每個捕獲單元有一個可屏蔽的中每個捕獲單元有一個可屏蔽的中斷標(biāo)志位和一個兩級深的斷標(biāo)志位和一個兩級深的FIFOFIFO推棧推棧u EVAEVA可以選擇定時器可以選擇定時器1/21/2（EVBEVB選擇定時器選擇定時器3/43/4）作為時間基準(zhǔn)）作為時間基準(zhǔn)u 復(fù)位時所有捕獲單元的寄存器被清零復(fù)位時所有捕獲單元的寄存器被清零u 捕獲單元操作捕獲單元操作： 1 1）捕獲單元能夠捕獲外部引腳的跳變）捕獲單元能夠捕獲外部引腳的跳變(

47、(上升沿上升沿/ /下降沿下降沿) )，當(dāng)檢測到特定的跳，當(dāng)檢測到特定的跳變時，定時器的值將被捕獲并存入到一個兩級深的變時，定時器的值將被捕獲并存入到一個兩級深的FIFOFIFO推棧中，捕獲推棧中，捕獲FIFOFIFO狀狀態(tài)寄存器態(tài)寄存器CAPFIFOA/BCAPFIFOA/B相應(yīng)的位就進(jìn)行調(diào)整，以反映相應(yīng)的位就進(jìn)行調(diào)整，以反映FIFOFIFO堆棧的狀態(tài)；堆棧的狀態(tài)； 2 2）如果有一個或多個有效的捕獲值存到）如果有一個或多個有效的捕獲值存到FIFOFIFO中，將會使相應(yīng)的中斷標(biāo)志位中，將會使相應(yīng)的中斷標(biāo)志位置位；如果中斷未被屏蔽，將產(chǎn)生一個外設(shè)中斷申請。置位；如果中斷未被屏蔽，將產(chǎn)生一個外設(shè)

48、中斷申請。45捕獲單元框圖0 0選擇定時器選擇定時器2 21 1選擇定時器選擇定時器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不檢測不檢測0101檢測上升沿檢測上升沿1010檢測下降沿檢測下降沿1111檢測兩個邊沿檢測兩個邊沿0 0寄存器清零寄存器清零1 1無操作無操作D8D8D7:6D7:6CAP1CAP1D5:4D5:4CAP2CAP2D

49、3:2D3:2CAP3CAP3Capture Control RegisterCapture Control RegisterCAPCONACAPCONAD15D150 0無操作無操作1 1CAP3CAP3中斷置位中斷置位 時啟動時啟動ADCADCT2CNTT2CNTT1CNTT1CNT46捕獲單元FIFOu 捕獲單元的兩級捕獲單元的兩級FIFOFIFO堆棧：頂部堆棧堆棧：頂部堆棧CAPxFIFOCAPxFIFO與底部堆棧與底部堆棧CAPxFBOTCAPxFBOTu 頂部堆棧寄存器為只讀，存放捕獲單元捕獲到的最早計數(shù)值頂部堆棧寄存器為只讀，存放捕獲單元捕獲到的最早計數(shù)值u 當(dāng)讀取當(dāng)讀取CAPxFIFOCAPxFIFO中的計數(shù)值時，中的計數(shù)值時， CAPxFBOTC