EV事件管理器(1)
事件管理器(EV)
第11章事件管理器(EV)事件管理器模块为用户提供了众多的功能和特点,它们在运动控制和马达控制的应用中是特别有用的。
事件管理器模块包括通用目的(GP)定时器、全比较/PWM单元、捕捉单元和正交编码脉冲电路等。
EVA和EVB两个EV模块都是特定的外围设备,它们是为多轴运动控制应用而设计的。
每个EV都具有控制三个半高桥(three Half-H bridges)的能力,当各个桥需要互补的PWM对去控制时,EV 可以提供这种能力。
每个EV还可以输出两个附加的PWM,而不是互补的PWM对输出。
11.1 事件管理器功能概述11.1.1 事件管理器功能EVA和EVB的定时器、比较单元及捕捉单元的功能是相同的。
但定时器单元的名称因为EVA和EVB而有所区别。
表11-1中列出了事件管理器模块可以被使用的功能和特点,并重点说明了EVA的命名。
事件管理器EVA和EVB 拥有功能相同的外围寄存器组。
EVA的寄存器组地址开始于7400h,EVB的寄存器组地址开始于7500h。
本章中讲述了采用EVA命名方式的GP定时器、比较单元、捕捉单元和正交编码脉冲电路(QEPs)的功能。
这些段落对于与EVB相关的器件功能同样是适用的,只是模块及信号的命名不同而已。
事件管理器(EV)的器件接口如图11-1所示。
事件管理器A(EVA)的功能模块图如图11-2所示,事件管理器B(EVB)的功能模块图与该图类似,只是模块及信号的命名有所不同。
1.通用目的(GP)定时器事件管理器各有两组GP定时器。
GP定时器x(x=1或2属于EVA;x=3或4属于EVB)包括:(1)1个16位的定时器TXCNT,为增/减计数器,TXCNT可以读/写。
(2)1个16位的定时器比较寄存器TxCMPR(带阴影的双缓冲寄存器),可以读/写。
(3)1个16位的定时器周期寄存器TxPR(带阴影的双缓冲寄存器),可以读/写。
(4)1个16位的定时器控制寄存器TxCON,可以读/写。
第11章 事件管理器模块
南航自动化学院DSP技术应用实验室
2.捕获单元的寄存器和堆栈
与捕获单元有关的寄存器有通用定时器控制 寄存器GPTCONA/B,单个定时器的计数寄存器 TxCNT 、 比 较 寄 存 器 TxCMPR 、 周 期 寄 存 器 TxPR、控制寄存器TxCON,捕获单元自身的捕 获控制寄存器CAPCONA/B、捕获FIFO状态寄存 器CAPFIFOA/B、捕获单元FIFO堆栈,以及捕获 单元的中断控制寄存器——事件管理器C组中断 控 制 寄 存 器 EVxIMRC 和 EVxIFRC ( 其 中 x=A,B)。
FIFO堆栈中存放的捕获值的情况会反 映在捕获FIFO状态寄存器CAPFIFOA/B 中相应位上。 南航自动化学院DSP技术应用实验室
如果旧的值没有被读取,在捕获输入 引脚上又检测到第三次预设的跳变,则顶 层中最旧的值被将丢失,底层原来的值压 入顶层,最新捕获到的值送入底层;同时 FIFO状态位变为11。 若在捕获过程中,顶层堆栈中的值被 读取,则底层堆栈中的值压入顶层;同时 相应FIFO状态位的值减去1。 南航自动化学院DSP技术应用实验室
②. 图中死区时间的设定使得PWMx和PWMx+1输 出波形不能同时为1,因而由之驱动的串联功率器件 不会同时导通,从而可以避免短路而击穿。 ③.比较寄存器CMPRx的值越大,有效脉冲宽度越 窄 ; T1/T3 的 周 期 寄 存 器 T1PR/T3PR 的 值 越 大 , PWM载波周期越长,频率越低。
南航自动化学院DSP技术应用实验室
(2).通用定时器的中断控制
下面以通用定时器的周期匹配中断(T1PINT) 为例,说明通用定时器的中断控制过程。 ①. 设置全局控制寄存器GPTCONA值。 ②. 令INTM=0,允许产生中断。 ③. 设置系统中断屏蔽寄存器IMR的INT2=1,允许 EVA的A组中断。 ④. 设置EVA的中断屏蔽寄存器EVAIMRA的 T1PINT=1,允许定时器1周期中断的产生。
DSP教程2_EV
22
捕获单元的使用
• 捕获控制寄存器CAPCONA – 捕获单元使能 – 通用定时器选择 – 配置跳变检测方式:上升、下降、双沿 • FIFO堆栈 第一次捕获 栈顶寄存器CAPxFIFO
栈底寄存器CAPxFBOT 第二次捕获 第三次捕获
• 捕获单元状态寄存器CAPFIFOA
– CAP1FIFO对应值00,01,10,11 • 捕获中断(用法与前比较单元中断相同)
13
EVA模块中断寄存器
• 中断标志IFR寄存器ABC3组,位按中断名称 – EvaRegs.EVAIFRA – EvaRegs.EVAIFRB – EvaRegs.EVAIFRC • 中断屏蔽IMR寄存器ABC3组,位按中断名称 – EvaRegs.EVAIMRA – EvaRegs.EVAIMRB – EvaRegs.EVAIMRC
10
比较器工作原理图解
• 计数器连续增减计数事件
周期
比较 比较 0xffff上溢
下溢
11
中断表
12
中断应用
• 开中断 – 清中断标志(中断标志寄存器) – 使能中断(中断屏蔽寄存器) – 使能中断组.中断号 – 使能中断组 • 中断程序,程序架子在DSP28_DefaultIsr.c中, – 中断任务 中断程序名称与中断名称近似 – 清除中断标志 – 响应同组中断及开全局中断
7
编程方法
• 通用定时器控制寄存器T1CON – 计数方式 – 分频:高速外设时钟75MHz – 使能定时器 • 比较器控制寄存器COMCONA – 使能比较单元 – 比较值CMPR装载条件 – 比较方式ACTRA装载条件 • 比较方式控制寄存器ACTRA有效电平 • 周期寄存器T1PR • 比较寄存器CMPR1,2,3
DSP课件 事件管理器EV
停止/保持模式
当TMODE的值为0时,定时器工作于停止/保持模式。 在这种模式下,通用定时器停止计数并保持当前的状态。 此时,定时器的计数寄存器T1CNT、比较输出 T1PWM_T1CMP将保持不变。
连续增/减计数模式
当TMODE的值为1时,定时器工作于连续增/减计数模式。
连续增/减计数模式时不同初始值情况下的计数
每个事件管理器有两个16位通用定时器。 EVA:T1、T2 EVB:T3、T4 通用定时器作用: 1.计时 2.使用定时器的比较功能产生PWM波 3.给其他子模块提供时基
通用定时器的结构框图
阴影寄存器的作用
Shadowed register-阴影寄存器
定时器比较寄存器重载条件——T1CON
T1产生对称的PWM波形
12.3 比较单元与PWM电路
桥电路理想的驱动波形 三相全桥电路
开关管状态切换
桥电路所需的实际带有死区的驱动波形
全比较单元
带有死区控制的PWM电路
死区单元模块图
比较单元1产生不对称PWM波
比较单元1产生对称PWM波
比较单元的中断事件
比较中断 功率驱动保护中断
电机转过的角度为
T2CNT[(K 1)t] T2CNT[kt] *360 4096
电机的转速n为
n
T2CNT[(K 1)t] T2CNT[kt] *60rpm 4096*t
模块
信号引脚 T1PWM_T1CMP T2PWM_T2CMP PWM1 PWM2 定时器3 定时器4
模块
信号引脚 T3PWM_T3CMP T4PWM_T4CMP PWM4 PWM5
比较单元1 比较单元 比较单元2
DSP原理13_EV2
15
CENABLE
14
CLD1
13
CLD0
12
SVENABLE ACTRLD1 ACTRLD0 FCOMPOE PDPINTA
CMPRx reload condition
00 = when T1CNT = 0 01 = when T1CNT = 0 or T1PR 10 = immediately 11 = reserved
全比较器;
全比较单元构成: 1、定时器1:提供时间基础,包含周期; 2、三个比较器:设置输出有效时刻; 3、间断区(死区):让有效输出推迟; 4、比较动作控制:确定比较有效时引脚输出什么电平:
全比较单元有6个寄存器: 三个比较寄存器,间断区控制 比较控制、比较匹配后动作控制
5-8
Compare Units (EVA)
5 - 15
SV Rotation Direction
can write as 0 when SV not in use
Dead-Band Timer Control Register (EVA)
DBTCONA @ 0x007415
dead time = DB period * DB prescaler * CPUCLK period
ACTRA reload condition
00 = when T1CNT = 0 01 = when T1CNT = 0 or T1PR 10 = immediately 11 = reserved
PDPINT Status
0 = low 1 = high
5 - 13
Compare Control Register (EVA)
《dsp》事件管理器(EV
7.1 事件管理器模块概述 7.2 通用定时器 7.3 比较单元 7.4 PWM电路及PWM信号的产生 7.5 空间向量PWM 7.6 捕捉单元 7.7 正交编码器脉冲电路(QEP) 7.8 事件管理器中断
7.1 事件管理器模块概述 最重要、最复杂的模块,可为所有类型电机提供控
制技术。 7.1.1 事件管理器结构 LF2407A 两个事件管理器模块:EVA和EVB。 每个事件管理器模块包括:两个通用定时器(GP)、
名称 定时器控制寄存器A 定时器1的计数寄存器 定时器1的比较寄存器 定时器1的周期寄存器 定时器1的控制寄存器 定时器2的计数寄存器 定时器2的比较寄存器 定时器2的周期寄存器 定时器2的控制寄存器
说明 EVA 定时器1
定时器2
地址 7411h 7413h 7415h 7417h 7418h 7419h
4.连续增/减计数模式 此种模式与定向的增/减计数模式一样,但是在本模式
下,引脚TDIRA/B的状态对计数的方向没有影响。 定时器的计数方向仅在定时器的值达到周期寄存器的
值时(或FFFFh,如果初始定时器的值大于周期寄存 器的值),才从递增计数变为减计数。定时器的计数 方向仅当计数器的值为0时才从减计数变为增计数。 如图7-6所示。
7.1.4 EV寄存器及地址 下面四个表列出EVA所有寄存器的地址,EVB的类似。
地址 7400h 7401h 7402h 7403h 7404h 7405h 7406h 7407h 7408h
EVA定时器寄存器地址
寄存器 GPTCONA T1CNT T1CMPR T1PR T1CON T2CNT T2CMPR T2PR T2CON
1.PWM输出转换 PWM输出的转换由一个非对称和对称的波形发生器和 相应的输出逻辑控制,并且依赖于以下条件: GPTCONA/B寄存器中相应位的定义。 定时器所处的计数模式。 在连续增/减计数模式下的计数方向。 2.非对称和对称波形发生器 依据通用定时器所处计数模式,产生一个非对称和对
F2812主要功能简介-事件管理器
GP Timer Input & Output
Input:
内部高速外设时钟,HSPCLK 外部时钟TCLKINA/B,最高频率≤1/4 CPU时钟 方向输入引脚,TDIRA/B 复位信号,RESET
Output:
比较输出,TxCMP ADC启动转换信号 上溢、下溢、比较匹配、周期匹配 计数方向指示位
比较寄存器,TxCMPR
存放比较常数,不断与计数器比较,匹配时: 根据GPTCONA/B设置,比较输出引脚发生跳变 对应设置中断标志 中断未屏蔽,产生中断请求
周期寄存器,TxPR
存放周期值,决定定时器周期 与计数器值相等时,根据计数方式确定复位为0或转为减计数
16
GP Timer Registers 2
GPTCONA/B中的位反映计数方向 TDIRA/B引脚决定计数方向
1 增计数 0 减计数
17
GP Timer Clock
可采用内部时钟或外部时钟TCLKINA/B引脚输入 外部时钟频率≤1/4 CPU时钟 定向增/减计数模式:
T2、T4为QEP电路使用 QEP电路为定时器提供时钟、方向输入
内部/外部时钟输入,可编程分频,方向可引脚控制
4种可屏蔽中断:上溢、下溢、比较、周期
全比较单元 Full-Compare Units
3 x 2 个独立的比较单元,每个有6个比较输出
配合可编程死区发生器,产生PWM波形
可编程死区发生器 Programmable Deadband
Generation
13
GP Timer Functional Block
每个GP Timer 包括:
一个16位增/减计数器,TxCNT,RW,当前计数值 一个16位比较寄存器,TxCMPR,RW,双缓冲 一个16位周期寄存器,TxPR,EW,双缓冲 一个16位控制寄存器,TxCON,RW 内部/外部时钟输入,可定标 四个可屏蔽中断控制逻辑 一个增/减方向控制引脚,TDIRx 一个比较输出引脚,TxCMP 全局控制寄存器,GPTCONA/B
第5章1_事件管理器及其应用
定时器方向 外部时钟
TDIRA TCLKINA
定时器方向 外部时钟
TDIRB TCLKINB
第5.1节 事件管理器(EV)
EVA和EVB模块信号引脚
事件管理器模块 事件管理器A 模块 外部比较器输出 比较器 -触发输入 外部定时器比较触发输入 功率模块保护中 断输入 外部ADC SOC 触发输入 信号 C1TRIP C2TRIP C3TRIP T1CTRIP* T2CTRIP PDPINTA* EVASOC 事件管理器B 模块 信号 C4TRIP C5TRIP C6TRIP T3CTRIP* T4CTRIP PDPINTB* EVBSOC
√通用定时器的周期寄存器和比较寄存器都是带映像缓冲的。在一个周期的任何时
√周期寄存器和比较寄存器的双缓冲特点允许应用代码在一个周期的任意时刻更新
周期和比较寄存器,从而可改变下一个定时器周期及PWM脉冲宽度。
第5.1节 事件管理器(EV)
一、通用定时器
通用定时器的时钟
▲ 内部CPU时钟或外部引脚TCLKINA/B上时钟。外部时钟 频率必须小于或等于CPU内部频率的1/4。
▲ 全比较/PWM单元
▲ 捕获单元 ▲ 正交编码脉冲电路 事件管理器的功能如图P168 ( P156 )所示。
第5.1节 事件管理器(EV)
系统 控制模块 EVAENCLK 高速 预定标器 SYSCLKOUT C28x
EVBENCLK HSPCLK B
事
registers
件
管 理
器
的 设
GPIO MUX
2
第5.1节 事件管理器(EV)
一、通用定时器
二、脉宽调制电路PWM 三、捕获单元 四、事件管理器模块的中断 五、应用事件管理器产生PWM
事件管理器
6.3.3、通用定时器
通用定时器的主要功能是: 1、为测控系统提供时间基准; 2、为比较单元和PWM电路的操作提供时间 基准; 3、为捕获单元、正交编码器脉冲电路的操作 提供时间基准。
6.3.3、通用定时器
在LF2407A DSP控制器的事件管理器模 块中的2组事件管理器(EVA、EVB)中, 各有2个通用定时器GP timer,事件管理器 EVA中的通用定时器为GP timer1、GP timer2;事件管理器EVB中的通用定时器为 GP timer3、GP timer4;四个通用定时器都 采用16位的计数器,它们的计数范围是065535。
TMS320LF2407A DSP控制器提供了两个 功能完全相同的事件管理器模块:EVA和 EVB。每个事件管理器均包括: (1)2个通用定时器(GP timer); (2)3个比较单元及脉宽调制(PWM)电路; (3)3个捕获单元和1个正交编码脉冲电路。 事件管理器模块中的大多数引脚与通用数 字I/O模块引脚复用,在具体应用系统的使用 中,设置和使用方法见前节的叙述。
7404h
7405h 7406h 7407h 7408h
T1CON
T2CNT T2CMPR※ T2PR※ T2CON
定时器1的控制寄存器
定时器2的计数寄存器 定时器2的比较寄存器 定时器2的周期寄存器 定时器2的控制寄存器
由用户设置定时器1的操作模式 按设定的输入时钟、计数方向进行增/减计数。 计数开始时存放的是由用户设置的计数初值, 在计数的过程中存放当前的计数值。R源自_0RW_0RW_0
RW_0
1、全局通用定时器控制寄存器GPTCONA/B
位15 保留位。 位14 T2/4STAT。通用定时器2/4的状态,只读。 0 减计数; 1 增计数。 位13 T1/3STAT。通用定时器1/3的状态,只读。 0 减计数; 1 增计数。 位12~11 保留位。 位10~9 T2/4TOADC。通用定时器2/4启动A/D转换 事件。 00 无事件启动A/D转换; 01 设置由下溢中断标志来启动A/D转换; 10 设置由周期中断标志来启动A/D转换; 11 设置由比较中断标志来启动A/D转换。
第5章 TMS320F2812片内外设模块
当T1CN与T1PR 相等时产生周期 匹配事件
当T1CN与 T1CMPR相等时 产生比较匹配事 件 外部时钟 ≤150MHz/4=37.50MHz 计数方向
CPU内部高 速外设时钟
EVA寄存器组
定时寄存器 全局定时器控制寄存器A 定时器1计数寄存器
定时器1比较寄存器
定时器1周期寄存器 定时器1控制寄存器 定时器2计数寄存器 定时器2比较寄存器
3. 通用定时器的工作方式
1. 内部高速外设时钟 HSPCLK 2. 外部时钟TCLKINA/B 3. 方向输入TDIRA/B 4. 复位信号RESET
1. 比较输出TxCMP 2. ADC转换启动信号 3. 提供上溢、下溢、
比较匹配和周期匹 配信号 4. 计数方向标识位
3. 通用定时器的工作方式
定时器2周期寄存器
定时器2控制寄存器 扩展控制寄存器A
EVA寄存器组
比较寄存器
比较控制寄存器A 比较动作控制寄存器A
死区定时器控制寄存器A 比较寄存器1 比较寄存器2 比较寄存器3
EVA寄存器组
捕获寄存器
捕获控制寄存器A
捕获FIFO状态寄存器A 两级深度捕获FIFO堆栈1 两级深度捕获FIFO堆栈2 两级深度捕获FIFO堆栈3 捕获FIFO堆栈1的栈底寄存器 捕获FIFO堆栈2的栈底寄存器 捕获FIFO堆栈3的栈底寄存器
PIE 中断 模块
peripheral bus
pin pin
EVA和EVB模块信号引脚
EV模块 模块 通用 定时器 比较单元 通用定时器1 通用定时器2 比较器1 比较器2 比较器3 捕获器1 捕获器2 捕获器3 QEP EVA 信号 T1PWM/T1CMP T2PWM/T2CMP PWM1/2 PWM3/4 PWM5/6 CAP1 CAP 2 CAP3 QEP1 QEP2 QEPI1 TDIRA TCLKINA 模块 通用定时器3 通用定时器4 比较器4 比较器5 比较器6 捕获器4 捕获器5 捕获器6 QEP EVB 信号 T3PWM/T3CMPT4 PWM/T4CMP PWM7/8 PWM9/10 PWM11/12 CAP4 CAP5 CAP6 QEP4 QEP5 QEPI2 TDIRB TCLKINB
事件管理器(EV)讲义
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
7.1.2 事件管理器的寄存器列表
பைடு நூலகம்周鹏 安徽工程大学电气工程学院
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
表7-2中的寄存器映射到外设帧PF2中,这个空间只允许16位 访问,32位的访问会产生未定义的结果。
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
扩展控制寄存器EXTCONA
▲ 比较输出TxCMP ▲ ADC转换启动信号 ▲ 提供上溢、下溢、比
较匹配和周期匹配信 号 ▲ 计数方向标识位
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
7.2.3 通用定时器的寄存器
单个通用定时器 控制寄存器 TxCON
▲ 选择4种计数模式的一种 ▲ 使用内部还是外部时钟 ▲ 确定输入时钟使用的预定标参数 ▲ 确定比较寄存器重新装载的条件 ▲ 使能或禁止通用定时器 ▲ 使能或禁止通用定时器的比较操作 ▲ 定时器2或1的周期寄存器 ▲ 定时器4或3的周期寄存器
均离不开精确的定时。 TMS320F2812片内集成的事件管理器(EV)为用户提供 了强大的控制功能,特别适用于运动控制、电机控制、变频 器,逆变器等工业控制领域。 本章将详细介绍TMS320F2812的事件管理器模块的组成、 原理、功能以及应用。
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
7.1 事件管理器功能概述
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
中断标志寄存器(Interrupt Flag Registers ) EVAIFRA
位10 T1OFINT FLAG:通用定时器1上溢中断标志位。 · 读:0—复位标志。 1—置位标志。 · 写:0—无效。 1—复位标志位。
周鹏 安徽工程大学电气工程学院
EVAIMRA
第章事件管理器之一通用定时器分析
/ 2 TCLKINA / TDIRA
ADC Start
GP Timer 1 Compare GP Timer 1
Output Logic
T1PWM_T1CMP
Data Bus
Compare Unit 1 Compare Unit 2 Compare Unit 3
PWM Circuits Output Logic PWM Circuits Output Logic PWM Circuits Output Logic
2、通用定时器
比较寄存器和周期寄存器的功能
T1PR和T1CMPR在一般情况下是在初始化的时候进 行赋值,然后就成为了一个参考标准,CPU会实时的 将T1CNT的值和这两个标准进行比较:
第09讲:F2812事件管理器(EVA/B)
本章内容
1. 事件管理器概述 2. 通用定时器 3. 比较单元与PWM输出 4. 捕获单元 5. 正交编码脉冲单元(QEP) 6. 事件管理器的中断问题
1. 事件管理器概述
每个事件管理器皆由4个部分组成 通用定时器 比较单元与PWM电路 捕获单元 正交编码脉冲(QEP)电路
T1的输入信号 1. 来自于CPU的内部时钟 2. 外部时钟输入TCLKINA,最大频率为器件自身时钟的
1/4,也就是1/4*150M 3. TDIRA/B,用于定时器的增/减计数模式(或增或减) 4. 复位信号RESET
T1的输出信号 1. 定时器的比较输出T1PWM_T1CMP 2. 送给ADC模块的AD转换启动信号 3. 下溢、上溢、比较匹配和周期匹配信号 4. 计数方向指示
1. 事件管理器概述
EVA和EVB模块信号引脚
事件管理器模块 通用定时器 比较单元
DSP-2812-EV
T2CTRIP/EVASOC
T4CTRIP/EVBSOC
1
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简单来讲的话,每个 EV 模块都具有 2 个通用定时器、3 个比较单元、3 个捕获单元以及 1 个正交编码 电路,我们重点来讲定时器和比较单元部分的内容。EVA 和 EVB 的资源详见上面的表格所示,表格中蓝色 的字表示该信号是低电平有效。
1.事件管理器的功能
2812 具有两个事件管理器模块 EVA 和 EVB,这两个 EV 模块就像孪生兄弟一样,具有相同的功能,例
如它们的定时器、比较单元、捕捉单元的功能都是完全一样的,只是各个单元的名称因为 EVA 和 EVB 有所
区别而已,我们在下面的分析中主要以 EVA 为例。
EVA
EVB
事件管理器模块
模块
信号引脚
模块
信号引脚
通用定时器
定时器 1 定时器 2
T1PWM_T1CMP T2PWM_T2CMP
定时器 3 定时器 4
事件管理器EV
第12章 事件管理器EV
事件管理器的功能
Event Manager——EV X281x具有两个事件管理器模块——EVA和EVB 两个事件管理器模块具有完全相同的功能 EVA: 2个16位的通用定时器(通用定时器1和通用定时器2); 3个比较单元(比较单元1,比较单元2,比较单元3); 3个捕获单元(捕获单元1,捕获单元2,捕获单元3); 1个正交编码电路(QEP电路)。 EVB: 2个16位的通用定时器(通用定时器3和通用定时器4); 3个比较单元(比较单元4,比较单元5,比较单元6); 3个捕获单元(捕获单元4,捕获单元5,捕获单元6); 1个正交编码电路(QEP电路)。
T1时钟脉冲产生原理
HSPCLK TCLK= p 2
通用定时器的计数模式
四种计数模式:停止/保持、连续增、连续增/减,定向增/减 工作的模式取决于T1控制寄存器的第12位TMODE1和第11位 TMOD0
TMOD=0 定时器停止计数并保持当前状态。定时器计数器寄存 器T1CNT、比较输出T1PWM_T1CMP保持不变 TMOD=1 T1CNT先从初始值开始递增至周期寄存器的值,再递 减至零。然后从0开始递增至周期寄存器的值,接着再递减至0, 不断循环
(5)通用定时器全局控制寄存器A ——GPACONA
(6)通用定时器全局控制寄存器B——GPACONAB
比较单元与PWM电路
比较单元与PWM电路
X281x的EV提供了全比较单元和带有死区控制的PWM电路。
全比较单元
EVA具有3个全比较单元,分别是比较单元1,比较单元2,比 较单元3. 由通用定时器1提供时钟。 EVB具有3个全比较单元,分别是比较单元4,比较单元5,比 较单元6. 由通用定时器3提供时钟。 每个比较单元输出两路互补的PWM波形,也可以通过相应寄 存器设置死区时间,这样EVA和EVB都有能力驱动一个三相 全桥电路。
6.3 事件管理器模块080328
南航自动化学院DSP 南航自动化学院DSP技术应用实验室 DSP技术应用实验室
3. 捕获单元的控制
捕获单元的工作步骤如下: 捕获单元的工作步骤如下: (1).设置捕获引脚为基本功能引脚 ) 设置捕获引脚为基本功能引脚 设置捕获控制寄存器, (2).设置捕获控制寄存器,确定捕获环境 ) 设置捕获控制寄存器 (3).设置时基定时器的工作环境 ) 设置时基定时器的工作环境 (4).捕获。 ) 捕获。 捕获
6.3 事件管理器模块(EV)
一、事件管理模块概述 二、通用定时器 全比较单元及其PWM电路 三、全比较单元及其 电路 四、捕获单元
二、通用定时器
1.通用定时器概述 通用定时器概述 2.通用定时器的设置步骤 通用定时器的设置步骤 3.通用定时器的中断控制 通用定时器的中断控制 4.定时器中断实验 定时器中断实验
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设置定时器1的计数寄存器 的计数寄存器T1CNT和周期寄存 ⑤. 设置定时器 的计数寄存器 和周期寄存 的值。 器T1PR的值。 的值 ⑥. 设置定时器1控制寄存器 设置定时器 控制寄存器T1CON 控制寄存器 在该寄存器中设置定时器1的计数模式, 在该寄存器中设置定时器 的计数模式,并允 的计数模式 许定时器操作。 许定时器操作。 开始计数, ⑦ .T1CNT由 0开始计数 , 当 T1CNT=T1PR时 , 由 开始计数 时 产 生 周 期 匹 配 中 断 。 这 时 EV 中 断 标 志 寄 存 器 EVIFRA的 T1PINT FLAG=1, 表示产生了周期匹 的 , 配中断。 配中断。
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(2)死区单元的其他重要特点 设计死区单元的目的是,在由两个与比较单 元相关的PWM输出控制的上位机和下位机操作中, 防止重叠的发生。在这些情形中包括了当占空比 为100%或0%时,装载的死区值大于占空比。如果 发生这种情况,当比较单元的死区使能时,在周 期结束时与比较单元相关的PWM输出将无法回到禁 止状态
对称和非对称PWM的产生 事件管理器模块中每个比较单元都可以产生 非对称和对称PWM波形。另外,使用3个比较单元 可以产生3相对称空间矢量PWM输出。
产生PWM的寄存器设置 使用比较单元和相关电路产生3种PWM波形中 的任何一种,都需要对事件管理器中相同的寄存 器进行设置
包括以下步骤:
(1)设置和装载ACTRx。 (2)如果使用死区,则设置和装载DBTCONx。 (3)初始化CMPR。 (4)设置和装载COMCONx。 (5)设置和装载T1CON(对于EVA)或T3CON(对于 EVB)来启动操作。 (6)将新变化的值重新写入CMPRx。
连续不断地将GP定时器1计数器的值与比较寄存器的 值相比较,当有一个匹配产生时,就会在比较单元的两 个输出上出现一个跳变,这个跳变根据行为控制寄存器 (ACTRA)的位来进行。ACTRA的位可以单独指定比较单 元的每个输出在比较匹配时为触发高有效(toggle active high)或触发低有效(toggle active-low) (如果不是强制高或强制低的话)。如果比较操作被使 能,当GP定时器1和该比较单元的比较寄存器之间产生 比较匹配时,与比较单元相联系的比较中断标志被置位。 如果没有屏蔽中断,那么通过标志位可以发出一个外部 中断请求。输出跳变的定时、中断标志的设置及中断请 求的产生与GP定时器的比较操作相同。在比较模式中由 输出逻辑、死区单元就空间矢量PWM逻辑来修改比较单 元的输出
定时器1采用连续增计数模式来产生非对称PWM信号, 周期寄存器装载与所需PWM载波周期相应的值。设置 COMCONx使能比较操作,选择输出PWM的引脚并使能输出。 如果使能死区,通过软件将与所需死区时间相应的值写入 DBTCONx(11:8),这个值是4位死区定时器的周期值。一 个死区值可以用于所有的输出 通过软件正确的设置ACTRx,可以在一个与比较单元 相关的输出引脚上产生一个PWM信号,而其他信号在PWM周 期的开始、中间和结束保持低(或关闭)或高(或开启)。 这种通过软件进行灵活控制在开关磁阻的电机控制应用中 很有用处。 定时器1(或3)启动后,可以将新确定的PWM周期比 较值重新写入比较寄存器,这样可以控制PWM输出的宽度, 以便控制功率器件开启和关闭的持续时间。由于比较寄存 器带有阴影,所以可在一个周期的任何时候写入新值。同 样,在一个周期的任何时候将新值写入动作和周期寄存器 来改变PWM周期或在PWM输出定义中强制变化
PWM电路
带有比较电路的脉冲宽度调制(PWM)电路 可以产生6个带有可编程死区和输出极性的PWM输 出通道 有比较单元的PWM电路 它包括以下几个功能单元: (1)非对称/对称波形。 (2)可编程死区单元。 (3)输出逻辑。 (4)空间向量PWM状态机。
EVB的PWM电路功能模块图与EVA相同,只 是相应的寄存器设置发生变化。非对称/对 称波形发生器与定时器的一样。 PWM电路主要应用在马达控制和运动控制 中,当产生脉冲宽度调制波形时,应该尽 量减少CPU的开销和用户中断。带有比较单 元的PWM和相关的PWM电路由下面的控制寄 存器控制:T1CON、COMCONA、ACTRA和 DBTCONA(EVA);T3CON、COMCONB、ACTRB 和DBTCONB(EVB)
比较的输入/输出
输入至比较单元的信号包括:
(1)来自控制寄存器的控制信号。 (2)GP定时器1/3 (T1CNT/T3CNT)和它的下溢及 周期匹配信号。 (3)复位。 比较单元的输出是一个比较匹配信号。假如比较 操作被使能,那么该匹配信号置位中断标志并引 起与比较单元相联系的两个输出引脚的跳变
事件管理器产生PWM的能力
(1)5个独立的PWM输出,3个可以由比较单元产生, 另外两个由定时器的比较功能产生。 (2)可编程死区,用于带有比较单元的PWM输出对。 (3)最小1个时钟周期的死区持续时间。 (4)最小1个时钟周期的PWM脉冲宽度以及1个时钟 周期的脉冲宽度增加/减少。 (5)最大16位的PWM分辨率。 (6)ON-THE-FLY的变化PWM载体频率(双缓冲周期 寄存器)
在对称PWM波形的一个周期里通常由两种比较 匹配,一种是在匹配前增计数的过程中产生,另 一种是在周期匹配后减计数过程中产生。但是运 行过程中重新装载的新的比较值在比较匹配发生 后才有效。 由于比较寄存器带有阴影,所以可在一个周 期的任意时刻装载新的值。同样的原理,可在一 个周期的任意时刻向动作寄存器和周期寄存器装 载新值来改变PWM的周期或强制PWM输出定义变化
比较操作模式
比较单元的操作模式由COMCONx中的位来确定。 这些位决定: (1)比较操作是否被使能。 (2)比较输出是否被使能。 (3)在何种情况下比较寄存器的值被阴影寄存器 的值替代。 (4)空间矢量模式是否被使能
本段讨论了EVA比较单元的操作,EVB比较单元的操作 是完全相同的,EVB中使用了GP定时器3及ACTRB。
利用事件管理器产生PWM输出 使用3个比较单元中的任意一个,定时计数 器1(EVA)或定时计数器3(EVB),死区单元和 输出逻辑可以在指定的引脚上产生一对带有可编 程死区和输出极性的PWM输出。每个事件管理器模 块都有6个指定的PWM输出引脚,它们与3个比较单 元有关。这6个输出引脚可以方便地控制三相交流 感应电流和无刷直流电机。通过比较动作控制寄 存器(ACTRx)可以灵活地控制输出,这样在广泛 的应用中也可较为容易地控制开关磁阻和同步磁 阻电机。在单轴或多轴控制应用中,PWM电路可以 方便地控制直流无刷电机和步进电机等其他类型 的电机。如果需要,每个定时器单元都可以利用 自身的定时器来产生PWM输出
死区定时器控制寄存器A和B(DBTCONA和DBTCONB) 死区单元的操作由死区定时器控制寄存器 DBTCONA和DBTCONB控制 死区单元的输入和输出 死区单元的输入是PH1、PH2和PH3,它们分别 来自于比较单元1、2、3的非对称/对称波形发生 器。 死区单元的输出是DTPH1、DTPH1_、DTPH2、 DTPH2_、DTPH3、DTPH3_,它们与PH1、PH2、PH3 各自对应。
输出逻辑 输出逻辑电路决定当匹配发生时,PWMx (x=1~12)输出引脚的输出极性或者是如何动作。 与比较电路相关的输出可以设定为高电平、低电 平、强制高电平和强制低电平。PWM输出的极性和 动作方式可以由ACTR寄存器的相应位来设定。PWM 输出引脚当遇到下列几种情况时将变为高阻态
(1)COMCONx[9]软件清0。 (2)当没有屏蔽时,硬件将拉为低电平。 (3)产生任何复位事件
(1)死区的产生 对于每一个输入信号PHx,都会产生两个输出 信号DTPHx和DTPHx_。当比较单元和与它们相关的 输出的死区被禁止时,这两个信号是相同的。当 比较单元的死区使能时,两个信号的边沿变化被 死区的时间间隔分割开。这个事件间隔由DBTCONx 的相应位确定。如果DBTCONx[11~8]的数是m, DBTCON[4~2]对应的预定标因子数是x/p,那么死 区的值为(p×m)个时钟周期
(7)ON-THE-FLY的变化PWM脉冲宽度(双缓冲比较 寄存器)。 (8)功率驱动保护中断。 (9)可编程的产生非对称Байду номын сангаас对称和空间向量的PWM 波形。 (10)自动重装比较寄存器和周期寄存器,使CPU 的开销时间最小化
可编程死区单元 EVA和EVB拥有自己的可编程死区单元DBTCONA 和DBTCONB (1)1个16位的死区控制寄存器DBTCONx(RW)。 (2)1个输入时钟预定标因子:X/1、X/2、 X/4……直到X/32。 (3)器件(CPU)时钟输入。 (4)3个4位减计数定时器。 (5)控制逻辑
全比较单元 PWM电路 捕 捉 单 元 正交编码脉冲电路(QEP)
全比较单元
在EVA模块中有3个全比较单元(1、2和3),在 EVB模块中有3个全比较单元(4、5和6)。每个比 较单元有两个相关的PWM输出。比较单元的时基由 GP定时器1(EVA)和GP定时器2(EVB)提供。
每个EV模块中的比较单元包括:
捕 捉 单 元
捕捉单元可以记录捕捉单元引脚的变化。共有 6个捕捉单元,每个EV模块3个。捕捉单元1、2和3 与EVA相关,捕捉单元4、5和6与EVB相关。每个捕 捉单元都有一个捕捉引脚。 捕捉单元概述 EVA中的每个捕捉单元可以选择定时器1或2作 为自己的时基;然而CAP1和CAP2不能选择不同的 定时器作为它们自己的时基。EVB中的每个捕捉单 元可以选择定时器3或4作为自己的时基;然而 CAP4和CAP5不能选择不同的定时器作为它们自己 的时基
(1)3个16位的比较寄存器(其中,EVA为CMPR1、 CMPR2及CMPR3;EVB为CMPR4、CMPR5及CMPR6), 均带有联合的阴影寄存器。 (2)1个16位的比较控制寄存器(EVA的COMCONA和 EVB的COMCONB)
(3)1个16位的行为寄存器(EVA的ACTRA和EVB的 ACTRB)带有一个联合的阴影寄存器。 (4)6个PWM(3态)输出(比较输出)引脚(其中, EVA为PWMy,y=1,2,3,4,5,6;EVB为PWMz, z=7,8,9,10,11,12)。 (5)控制和中断逻辑 比较单元和联合的PWM电路的时基由GP定时器1 (EVA)和GP定时器2(EVB)提供。当比较操作使 能时,GP定时器1和2可以工作于它的任何计数模 式。转变发生在比较的输出
PWM信号的产生
为了产生PWM信号,使用一个定时器来重复PWM 的周期,用一个比较寄存器来存放调制值。定时 器计数器的值不断地与比较寄存器的值进行比较, 当两值匹配时,相关输出产生从低到高(或从高 到低)的变化。当第二次匹配产生或周期结束时, 相关引脚会产生另一个变化(从高到低或从低到 高)。输出信号的变化时间由比较寄存器的值决 定。这个过程在每个定时器周期按照比较寄存器 不同的值重复,这样便产生了PWM信号