第6.1节 增强型脉宽调制器(ePWM)

第6章DSP片上控制与采样外设

6.1 增强型脉宽调制器（ePWM）

6.１.1 ePWM模块概述

•增强型脉冲宽度调制器（ePWM）

•ePWM模块中每个完整的PWM通道都是由两个PWM输出组成，即ePWMxA和ePWMxB

•有时为了能够更精确控制PWM输出，加入了硬件扩展模块—高精度脉冲宽度调制器（HRPWM）

•当多个ePWM模块集成在一个器件内时，如图：

每个ePWM模块都具有以下特征：

●周期和频率可控的16位时间基准计数器。

●两个PWM输出（EPWMxA，EPWMxB），可以配置成以下工作方式：两个

独立的带有单个边沿操作的PWM输出、两个独立的带有双边沿对称操作的PWM输出、一个独立的带有双边沿非对称操作的PWM输出。

●通过软件可实现PWM信号的异步越权控制。

●可编程的相位控制，以支持相对其它ePWM模块的相位滞后或超前操

作。

●逐周期的硬件上相位同步。

●独立的上升沿和下降沿死区延时控制。

●可编程错误区域分配，用于故障时的逐周期控制和单次控制。

●所有事件都可以触发CPU中断以及ADC启动转换（SOC）。

●事件可预定标，减小CPU频繁响应中断的负担。

●循环周期性的硬件锁定(同步)相位关系。

●错误条件可强制PWM输出为高、低以及高阻状态。

●高频载波信号实现PWM斩波，对于脉冲变压器门极驱动非常有用。

ePWM子模块概述

•ePWM模块主要包含以下７部分：时间基准子模块；计数比较子模块；动作限定子模块；死区控制子模块；PWM斩波子模块；错误区域控制子模块和事件触发子模块。

•每个ePWM模块都是由７个子模块组成，并且系统内通过信号进行连接，如图：

ePWM模块内部结构如图：

ePWM模块的主要信号模块如下：

•PWM输出信号（ePWMxA和ePWMxB）•错误区域信号（TZ1-TZ6）

•时间基准同步输入和输出信号

•ADC启动信号

•外设总线

1. 时间基准子模块(TB)

每个ePWM都有自己的时间基准模块，它用来决定ePWM 的事件时序。通过同步逻辑信号，可以实现多个ePWM模块以相同时间基准进行工作。图为ePWM模块的时间基准子模块的关系图。

（1）时间基准子模块的用途

用户可以通过配置时间基准子模块实现以下功能：

①指定ePWM时间基准计数器(TBCTR)的频率值或周期值以控制事件发生的频率。

②与其它ePWM模块的时间基准同步。

③维持与其它ePWM模块间的相位关系。

⑤设置时间基准计数器为增、减或增减计数模式。

⑥产生以下事件：

●CTR=PRD：时间基准计数器值等于指定的周期值

(TBCTR=TBPRD)；

●CTR=ZERO：时间基准计数器等于零(TBCTR = 0x0000)。

⑦配置时间基准的时钟率，即对CPU系统时钟(SYSCLKOUT)的预定标。

时间基准模块的关键信号和寄存器

与时间基准子模块相关联的关键信号

信号描述ePWMMxSYNCI 时间基准同步信号输入ePWMMxSYNCO 时间基准同步信号输出

CTR=PRD 时间基准计数器等于指定周期CTR=Zero时间基准计数器等于零

CTR=CMPB 时间基准计数器等于计数寄存器CTR_dir时间基准计数方向

CTR_max时间基准计数器等于最大值TBCLK时间基准时钟

计数PWM周期与频率

时间基准周期寄存器（TBPRD）和时间基准计数器共同控制PWM的频率，当TBPRD＝４时周期和频率与计数器递增、递减以及递增递减时的关系。系统时钟（SYSCLKOUT）的预定标处理将得到时间基准时钟（TBCLK），由该时钟决定每次时间递增的步骤。

时间基准计数器有三种操作模式，可通过时间基准计数寄存器(TBCTL)选择：

（１）递增计数模块

时间基准计数器从周期值，当达到周期值，时间基准计数器复位置零，此时再重新开始递增计数，重复运行。

（２）递减计数模式

时间基准计数器从周期值递减到零，当达到零值时，时间基准计数器重置周期值，此时再重新递减重复运行。

（３）递增递减计数模式

时间基准计数器从零递增到周期值，当达到周期值，时间基准计数器开始递减直至零，此时再递增重复运行。

时间基准周期映射寄存器

（１）当前工作寄存器（active register）。（２）映射寄存器（shadow register）。（３）时间基准周期映射模式。

（４）时间基准周期立即装载模式。

6.1.2 ePWM子模块功能

２.计数比较子模块

计数比较子模块将时间基准计数器的计数值不断地同计数比较器A（CMPA）和计数比较器B（CMPB）寄存器做比较，当时间基准计数器等于其中一个比较寄存器的值时，计数比较单元产生相应的事件。

①使用可编程的CMPA和CMPB寄存器产生相应比较事件：

CTR=CMPA，时间基准计数器等于计数比较寄存器A （TBCTR=CMPA）。

CTR=CMPB，时间基准计数器等于计数比较寄存器B （TBCTR=CMPB）。

②若对动作限定子模块进行了相关配置，可控制PWM的占空比。

③映射新的比较值，防止在当前的PWM周期中产生冲突。

计数比较子模块基本结构

１.计数比较子模块的应用

（１）两位独立的比较事件

CTR=CMPA：时间基准计数器等于有效计数比较器Ａ的值CTR=CMPB：时间基准计数器等于有效计数比较器Ｂ的值（２）两种工作模式

映射模式

立即装载模式

２.计数模式时序波形

计数比较子模块产生比较事件有以下三种模式：

•增计数模式：用于产生不对称的PWM脉冲波形。

•减计数模式：用于产生不对称的PWM脉冲波形。

•增减计数模式：用于产生对称的PWM脉冲波形。