第10章 事件管理器之二 全比较单元和PWM电路
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。
PWM控制电路的基本构成工作原理
PWM控制电路的基本构成工作原理PWM(Pulse Width Modulation)控制电路广泛应用于各种电子设备和电源控制中。
它通过调节脉冲的宽度,实现对输出电压或电流的精确控制。
以下是PWM控制电路的基本构成和工作原理。
基本构成:1.锯齿波发生器:产生标准的锯齿波信号,通常由一个比较器和一个RC电路组成。
2.比较器:比较输入信号与参考电平,输出高电平或低电平。
3.比较脉冲控制时间:根据比较器输出的结果,调整脉冲的宽度。
4.信号调制器:将比较脉冲转换为PWM信号的模块。
5.输出驱动器:根据PWM信号,驱动输出负载。
工作原理:1.锯齿波发生器产生标准的锯齿波信号。
每当锯齿波上升到一定程度时,宽度与输入信号比较的脉冲就会产生。
2.比较器对输入信号和参考电平进行比较。
如果输入信号大于参考电平,则比较器输出高电平;如果输入信号小于参考电平,则比较器输出低电平。
3.比较脉冲控制时间将比较器输出的高低电平转换为脉冲的宽度。
通常使用一个计数器来计数锯齿波的上升沿和下降沿的时间。
4.信号调制器将比较脉冲转换为PWM信号。
这可以通过调整脉冲宽度的方法来实现,例如使用一个电容和一个双比较器。
5.输出驱动器根据PWM信号驱动输出负载。
根据PWM信号的占空比(高电平时间与一个周期时间比值),控制输出负载的电流或电压。
1.改变占空比即可实现对负载电流或电压的精确控制。
可以在不改变电源电压的情况下,调节负载的电流或电压大小。
2.可以实现功率放大。
PWM控制电路可以通过调整占空比来实现功率放大,以提高效率。
3.系统响应快速。
由于PWM控制电路的工作原理,使得系统响应速度非常快,能够精确控制输出。
4.输出功率可调。
通过调节PWM信号的占空比,可以精确控制输出功率的大小。
总结:。
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。
第七期事件管理器——PWM
“简简单单DSP”系列学习活动—第七期事件管理器——PWM“简简单单DSP”系列学习活动—第七期事件管理器——PWM四、 PWM电路每一个事件管理器有三个比较单元,每一个比较单元有两个互补的PWM输出,这样三个比较单元就可以产生6路PWM,并且死区时间和输出极性可编程,能够被灵活的应用在电机控制、三相电源变换器中。
PWM单元电路包括如下功能单元:A、非对称/对称波形发生器B、可编程的死区单元C、输出逻辑D、空间矢量PWM状态机PWM单元的存在就减少了CPU的开销,只要设置好就会自动产生PWM波形,就像DMA的存在一样,也同定时器工作一样。
可以用到它的中断去改变占空比,如果是固定输出的配置好一切皆OK。
对于EVA模块产生PWM用到的寄存器主要有:CMPRX、T1PR、T1CNT、T1CON、COMCONA、ACTRA、DBTCONA(死区控制寄存器),他用的时基单元是通用定时器1,参照上面说得比较单元的设置,因此还包括通用定时器1的基本设置。
使用比较单元以及相关电路产生PWM波形,需要对事件管理器的寄存器进行配置,具体步骤和C代码如下:(1)时钟设置和通用定时器1的时钟设置操作一样,包括选择内部还是外部时钟以及与分频系数在设置这个之前要保证EVA的时钟开启;SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.EVAENCLK=1;// EVA的时钟开启EvaRegs.T1CON.bit.TCLKS10=0;//选择内部时钟EvaRegs.T1CON.bit.TPS=3;//预分频8倍,如果HSPCLK=150M,那么通用定时器时钟频率是150/8M.(2)设置通用定时器1,参照上面的通用定时器设置,这里包括设置T1CNT,T1PR,通常T1CNT初始化设置为0,T1PR设置的是你的PWM的频率,根据自己的需要计算设置。
(3)设置CMPRX,这个就是设置你的占空比EvaRegs.CMPR1 = 0x0C00;EvaRegs.CMPR2 = 0x3C00;EvaRegs.CMPR3 = 0xFC00;通用定时器计数器T1CNT一直与比较寄存器比较,当发生比较匹配后,输出PWM引脚就会根据您的设置跳变,通用定时器计数器T1CNT继续计数一直到与周期寄存器周期匹配后,PWM输出引脚再次跳变,这样一直循环下去。
pwm控制器电路原理
PWM控制器电路原理详解什么是PWM控制器?PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制)控制器是一种通过控制信号的脉宽来控制电路的开关状态的电子设备。
它可以将一个模拟信号转换为一个数字信号,并通过调整数字信号的脉宽来控制输出电路的平均电压或电流。
PWM控制器主要由一个比较器、一个计时器和一个输出驱动器组成。
比较器用于比较输入信号和计时器的计数值,计时器用于生成一个可调节的周期性信号,输出驱动器则根据比较器的结果来控制输出信号的状态。
PWM控制器的工作原理PWM控制器的工作原理基于脉宽调制技术,通过调整信号的脉宽来控制电路的输出。
其基本原理如下:1.计时器产生周期性信号:PWM控制器中的计时器会根据设定的参数,如频率和占空比,产生一个周期性的信号。
这个信号的周期决定了PWM信号的频率,而占空比则决定了PWM信号的高电平时间与周期时间的比例。
2.输入信号与计时器进行比较:PWM控制器会将输入信号与计时器的计数值进行比较。
计数值与设定的占空比相关,当计数值小于输入信号时,输出信号为高电平,否则为低电平。
3.输出驱动器控制输出信号:根据比较器的结果,输出驱动器会控制输出信号的状态。
当比较器判定输入信号大于计数值时,输出驱动器会将输出信号置为高电平;反之,输出信号则为低电平。
4.通过滤波器平滑输出信号:PWM输出信号通常需要通过一个低通滤波器进行平滑处理,以去除高频成分,得到平均电压或电流。
PWM控制器的优点和应用PWM控制器具有以下优点:1.高效性:PWM控制器通过对电路的开关状态进行调整,可以实现高效的能量转换。
由于开关状态只有两种,能量损耗较小,效率较高。
2.精确性:PWM控制器可以通过调整脉宽来精确地控制输出电路的平均电压或电流。
通过改变脉宽,可以实现对输出信号的精确控制。
3.灵活性:PWM控制器可以根据需要调整频率和占空比,以适应不同的应用场景。
频率可以控制输出信号的响应速度,占空比可以调整输出信号的幅值。
《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
pwm控制电路设计
PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制)是一种常用的电子控制技术,通过改变信号的脉冲宽度来控制电路的输出功率。
下面是PWM控制电路的设计步骤:
1. 确定控制信号的频率:PWM信号的频率决定了控制电路的响应速度和输出精度。
一般情况下,PWM信号的频率在几十kHz到几百kHz之间。
2. 确定控制信号的占空比:占空比是指PWM信号中高电平的时间占整个周期的比例。
占空比决定了输出电路的平均功率。
一般情况下,占空比在0%到100%之间。
3. 选择PWM控制器:PWM控制器是用来生成PWM信号的电路。
常见的PWM控制器有555定时器、微控制器等。
根据具体的应用需求选择合适的PWM控制器。
4. 设计PWM输出电路:根据PWM控制器的输出信号,设计相应的输出电路。
输出电路可以是MOSFET、三极管等,用来控制负载的通断。
5. 调试和优化:完成PWM控制电路的设计后,进行调试和优化。
通过观察输出波形和测量输出功率,调整控制信号的
频率和占空比,以达到期望的控制效果。
需要注意的是,PWM控制电路设计需要根据具体的应用需求进行调整和优化。
以上是一个基本的设计流程,具体的设计细节还需要根据具体情况进行进一步研究和实践。
事件管理器(EV)
假定VT1先在T1时间内导通,此时电源电压Ud全部 加到电机电枢端,然后,在T2时间内关断,这期间 电枢端电压为0。如此反复,则电枢电压波形如图。 电动机电枢端电压Ua平均值:
Ua = T1/(T1+T2) *Ud T1/(T1+T2) = T1/T *Ud = αUd
其中:T为电力电子器件开关周期,α为占空比。 保持T恒定,通过改变占空比改变电枢电压的方法 为定频调宽法。
5
T1CMPOE
3-------2
T2PIN
1--------0
T1PIN
位 14
名称 T2STAT 定时器2状态 定时器 状态 0 减计数 1 增计数 定时器2状态 定时器 状态 0 减计数 1 增计数 定时器2事件启动 定时器 事件启动ADC 事件启动 00 不启动 不启动ADC 01 下溢中断启动 下溢中断启动ADC 10 周期中断启动 周期中断启动ADC 11 比较中断启动 比较中断启动ADC 定时器1事件启动 定时器 事件启动ADC 事件启动 00 不启动 不启动ADC 01 下溢中断启动ADC 下溢中断启动 10 周期中断启动 周期中断启动ADC 11 比较中断启动 比较中断启动ADC
采用PWM技术的优点 采用PWM技术的优点
从处理器到被控系统信号都是数字形式的, 无需进行数模转换。 对噪声抵抗能力的增强:控制信号保持为 数字形式可将噪声影响降到最小。噪声只 有在强到足以将逻辑1改变为逻辑0或将逻 辑0改变为逻辑1时,也才能对数字信号产 生影响。 从PWM信号转向模拟信号可以极大地延长 通信距离。
定时器方向 外部时钟
TDIRB TCLKINB /C4TRIP /C5TRIP /C6TRIP
PWM技术应用解释 PWM进行驱动的简单实验: 如果将连接电池和灯泡的开关闭合50ms, 灯泡在这段时间中将得到9V供电。如果在下 一个50ms中将开关断开,灯泡得到的供电将 为0V。如果在1秒钟内将此过程重复10次,灯 泡将会点亮并象连接到了一个4.5V电池(9V的 50%)上一样。这种情况下,占空比为50%, 调制频率为10Hz。 如果PWM占空比分别为10%、50%和 90%的输出,则这三种PWM输出编码的分别 对应模拟信号输出的强度为满度值的10%、 50%和90%。例如,假设供电电源为9V,占 空比为10%,则对应的是一个幅度为0.9V的模 拟信号。
PWM控制电路的基本构成与工作原理
PWM控制电路的基本构成与工作原理PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制)控制电路是一种常见的电路,用于控制电信号的占空比,进而控制电路的输出功率,常用于调光、调速、电机驱动等应用领域。
本文将从基本构成和工作原理两个方面详细介绍PWM控制电路。
一、基本构成比较器是PWM控制电路的核心部件之一,其作用是将参考信号与待控信号进行比较,产生一个变化的PWM信号输出。
比较器一般由运算放大器组成,常见的有自激振荡比较器、电压比较器等。
2.产生脉冲的器件产生脉冲信号的器件根据具体应用不同可以有多种选择,常见的有555定时器、微控制器、FPGA等。
这些器件可根据输入的控制信号产生不同占空比的脉冲信号,供比较器进行比较。
3. 电阻电容网络(RC Network)电阻电容网络一般用于滤波,去除脉冲信号中的高频成分,使得PWM信号更平稳。
其具体电路结构根据具体应用而定。
二、工作原理1.参考信号的生成2.脉冲信号的产生与宽度控制脉冲信号是通过产生脉冲的器件产生,其周期由电路中的电容和电阻决定,频率可调。
产生脉冲的器件将参考信号与产生的脉冲信号进行比较,根据比较结果决定脉冲的宽度。
比较器根据输入信号的高低电平判断输出脉冲宽度。
3.输出信号的放大与调节PWM信号经过比较器产生之后,经过输出级进行放大,以驱动实际负载。
输出级一般由功率放大器构成,可根据具体应用选择不同类型的放大器。
放大器会将PWM信号的占空比进行放大,控制负载的输出功率。
在PWM控制电路中,占空比是一个重要的参数,代表了脉冲信号高电平的时间与一个周期的比例。
占空比的大小决定了输出功率的大小。
当占空比为0时,输出功率为0;当占空比为100%时,输出功率最大。
总结:PWM控制电路通过比较参考信号与脉冲信号的高低电平,根据比较结果控制脉冲的宽度,在输出级放大并调节脉冲信号的占空比,从而实现对输出功率的调控。
PWM控制电路的基本构成包括比较器、产生脉冲的器件和电阻电容网络。
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。
EV事件管理器(1)
(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பைடு நூலகம்程的产生非对称、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
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)
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
输出比较与pwm功能基础知识思政
输出比较与pwm功能基础知识思政比较与PWM功能基础知识思政一、引言在当今科技发展迅速的时代,我们离不开各种电子设备的使用,而这些设备中往往涉及到比较和PWM(Pulse Width Modulation)功能的应用。
比较和PWM是数字电子技术中非常重要的概念,对于理解和应用电子电路具有重要意义。
本文将从比较和PWM的基础知识出发,结合思政教育的角度,探讨其在实际应用中的意义。
二、比较的基础知识比较是数字电子技术中常见的一种基本操作。
它的作用是将两个电压进行比较,并输出一个相应的高或低电平信号。
比较器通常由几个电子元件组成,如晶体管、运算放大器等。
比较器的输出信号可以用于触发其他电路的工作,如控制器、计数器等。
比较的功能在现实生活中有着广泛的应用。
例如,在温度控制系统中,比较器可以将测得的温度值与设定的温度阈值进行比较,从而控制加热或降温设备的工作。
在自动化生产中,比较器可以用于检测物体的位置,从而实现精确的控制和调节。
比较功能的应用不仅可以提高系统的稳定性和精度,还可以实现自动化控制,提高生产效率。
三、PWM的基础知识PWM(Pulse Width Modulation)是一种通过调节信号的占空比来控制电路输出的技术。
它将周期性的信号分成两个部分,一个是高电平部分,一个是低电平部分,通过调节这两部分的时间比例,可以控制输出信号的特性。
PWM技术广泛应用于电机控制、灯光调节、音频信号处理等领域。
PWM的工作原理是通过快速的开关操作来实现的。
通过改变开关的状态,可以使得电路输出的电压平均值发生变化,从而实现对电路的控制。
PWM技术的优点是能够提供高精度的控制,同时具有高效率和可靠性。
在电机控制中,PWM可以实现对电机的速度和转矩进行精确调节,从而满足不同的工作需求。
在灯光调节中,PWM可以实现亮度的平滑调节,使得灯光效果更加柔和和舒适。
四、比较和PWM在思政教育中的意义比较和PWM这两个基础知识在思政教育中也有着重要的意义。
PWM控制电路的基本构成及工作原理
图 1 系统总体框图(1)整流滤波模块:对电网输入的交流电进行整流滤波,为变换器提供波纹较小的直流电压。
(2)三相桥式逆变器模块:把直流电压变换成交流电。
其中功率级采用智能型IPM 功率模块,具有电路简单、可靠性高等特点。
(3)LC 滤波模块:滤除干扰和无用信号,使输出信号为标准正弦波。
(4) 控制电路模块:检测输出电压、电流信号后,按照一定的控制算法和控制策略产生 SPWM 控制信号,去控制IPM 开关管的通断从而保持输出电压稳定,同时通过 SPI 接口完成对输入电压信号、电流信号的程控调理。
捕获单元完成对输出信号的测频。
(5) 电压、电流检测模块:根据要求,需要实时检测线电压及相电流的变化,所以需要三路电压检测和三路电流检测电路。
所有的检测信号都经过电压跟随器隔离后由TMS320F28335 的 A/D 通道输入。
基于 DSP 的三相 SPWM 变频电源的设计变频电源作为电源系统的重要组成部分,其性能的优劣直接关系到整个系统的安全和可靠性指标。
现代变频电源以低功 耗、高效率、电路简洁等显著优点而备受青睐。
变频电源的整个电路由交流-直流-交流-滤波等部分构成,输出电压和电流波形均为纯正的正弦波,且频率和幅度在一定范围内可调。
本文实现了基于 TMS320F28335 的变频电源数字控制系统的设计, 通过有效利用 TMS320F28335 丰富的片上硬件资 源,实现了 SPWM 的不规则采样,并采用 PID 算法使系统产生高品质的正弦波,具有运算速度快、精度高、灵活性好、系统扩展能力强等优点。
系统总体介绍根据结构不同,变频电源可分为直接变频电源与间接变频电源两大类。
本文所研究的变频电源采用间接变频结构即 交-直-交变换过程。
首先通过单相全桥整流电路完成交-直变换,然后在 DSP 控制下把直流电源转换成三相 供给后级滤波电路,形成标准的正弦波。
变频系统控制器采用SPWM 波形TI 公司推出的业界首款浮点数字信号控制器TMS320F28335,它具有 150MHz 高速处理能力,具备 32 位浮点处理单元,单指令周期 32 位累加运算,可满足应用对于更快代码 开发与集成高级控制器的浮点处理器性能的要求。
关于PWM控制电路的基本构成及工作原理
关于PWM控制电路的基本构成及工作原理PWM控制电路是一种通过脉冲宽度调制(PWM)技术来控制电压和电流的电路。
它通过调整脉冲的高电平时间来实现对输出信号的控制。
PWM控制电路的基本构成包括比较器、计时器、控制信号发生器和功率放大器。
比较器是PWM控制电路的基础部件,它用于比较反馈信号和参考信号的大小,并将比较结果通过一个控制信号发生器传递给计时器。
反馈信号通常来自于被控制的电路或装置,而参考信号通常是由用户提供的进行设定的信号。
比较器可以将反馈信号与参考信号进行比较,并输出一个高电平或低电平的信号。
计时器是PWM控制电路的关键组件之一,它用于计算脉冲周期和脉冲宽度。
脉冲周期是指一个完整脉冲的时间长度,通常由用户设置。
脉冲宽度是指脉冲的高电平时间,控制了输出信号的有效时间。
计时器根据比较器输出的控制信号来确定脉冲的周期和脉冲宽度。
控制信号发生器是PWM控制电路的另一个关键部件,它用于产生控制信号。
控制信号可以是一系列高电平或低电平的信号,用于控制功率放大器的开关。
控制信号发生器通常由计时器的输出信号和比较器的控制信号来控制。
功率放大器是PWM控制电路的最后一个组件,它负责放大控制信号,以驱动被控制的装置或电路。
功率放大器通常由晶体管、MOSFET或其他器件构成,通过开关的方式控制输出信号的电压和电流。
PWM控制电路的工作原理如下:1.用户设定参考信号,通常表示期望的输出信号。
2.比较器将参考信号与反馈信号进行比较,输出一个控制信号。
3.计时器根据比较器输出的控制信号来计算脉冲的周期和脉冲宽度。
4.控制信号发生器根据计时器的输出信号和比较器的控制信号来产生一系列控制信号,用于控制功率放大器的开关。
5.功率放大器根据控制信号的高低电平来开关输出信号的电压和电流。
6.被控制的装置或电路接收功率放大器输出的信号,从而实现对电压和电流的控制。
PWM控制电路主要通过调节脉冲的宽度来控制输出信号的幅度,从而实现对电压和电流的精确控制。
pwm电路原理
pwm电路原理PWM电路原理。
PWM(Pulse Width Modulation)是一种常见的调制技术,它通过改变信号的脉冲宽度来实现对电路的控制。
在各种电子设备中,PWM技术被广泛应用,例如电源管理、电机驱动、LED调光等领域。
本文将介绍PWM电路的原理及其在实际应用中的重要性。
1. PWM电路原理。
PWM电路的基本原理是通过控制信号的占空比来实现对电路的控制。
在PWM信号中,周期固定不变,通过改变高电平的持续时间来控制输出信号的强弱。
通常情况下,PWM信号的周期越短,高电平的持续时间越长,输出信号的平均功率就越大。
PWM信号的频率和占空比是两个重要的参数。
频率决定了信号的周期,而占空比则决定了信号的强弱。
通过调节这两个参数,可以实现对电路输出的精确控制。
2. PWM电路的应用。
PWM电路在电子设备中有着广泛的应用。
其中,最常见的应用之一是电机驱动。
通过改变PWM信号的占空比,可以控制电机的转速和转向,实现精确的电机控制。
此外,PWM技术还可以用于LED调光,通过改变PWM信号的占空比,可以实现对LED亮度的精确调节。
另外,PWM技术还被广泛应用于电源管理领域。
通过PWM控制电路的开关,可以实现高效的能量转换和稳定的电压输出。
这在各种电子设备中都有着重要的应用,特别是在便携式设备和电源适配器中。
3. PWM电路的优势。
与传统的调制技术相比,PWM技术具有许多优势。
首先,PWM信号的频率和占空比可以精确控制,可以实现对电路输出的精确调节。
其次,PWM电路结构简单,成本低廉,易于实现。
此外,PWM技术还可以实现高效能量转换,提高电路的能效。
4. 结语。
总的来说,PWM电路是一种重要的调制技。
PWM控制电路的基本构成与工作原理
PWM控制电路的基本构成与工作原理PWM(脉宽调制)是一种通过控制信号的脉宽来调节输出信号平均电压或功率的技术。
PWM控制电路主要由三个部分组成:比较器、计数器和数据寄存器。
比较器是PWM控制电路的核心部分,主要用于产生PWM信号。
它通过与一个参考电压进行比较,并生成一个脉冲信号,其中脉冲的宽度与参考电压的大小成比例。
比较器可以使用电压比较器、运算放大器或专用集成电路来实现。
计数器是用于计数时钟脉冲的器件,主要用于确定PWM信号的周期。
计数器可以采用可编程计时器、实时钟或专用的PWM计数器。
数据寄存器用于存储参考电压的数值,以及控制信号的周期。
控制信号周期长度由寄存器中的数值决定。
数据寄存器通常是可编程的,以便根据需要进行调整。
1.初始化:首先,将数据寄存器置于初始状态,设置参考电压的数值和控制信号的周期长度。
2.比较器比较:当计数器开始计数时,比较器将脉冲信号与参考电压进行比较。
如果脉冲信号的电平高于参考电压,比较器将输出高电平;否则,比较器将输出低电平。
3.输出信号控制:根据比较器的输出,控制输出信号的占空比。
如果比较器输出高电平,输出信号将保持高电平状态;如果比较器输出低电平,输出信号将保持低电平状态。
4.脉冲信号计数:继续计数,当计数器达到设定的周期长度时,重新开始计数。
周期长度决定了PWM信号的频率。
5.参考电压更新:根据需要更新参考电压的数值。
更改参考电压可以调整输出信号的平均电压或功率。
1.高效率:由于输出信号只在高电平和低电平之间切换,功率损失较小,相比于线性调制方式更加高效。
2.精确性:PWM控制电路可以通过调整参考电压和周期长度来精确地控制输出信号的电平和频率。
可以根据需要进行微调,满足不同的应用需求。
3.稳定性:PWM控制电路具有较高的稳定性,对于外界环境的扰动和干扰具有较强的抗干扰能力。
4.适应性:PWM控制电路可以应用于各种不同的电子设备和系统中,包括电机驱动、LED调光、电源调节等领域。
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DTPHx DTPHx_
非对称PWM
可编程死区模块 (EVA)
3.4 PWM电路的死区控制
dead time = DB period * DB prescaler * CPUCLK period
DB Timer Period
15 14 13 12 11 DBT3 5 EDBT1 4 10 DBT2 3 9 DBT1 2 8 DBT0 1 0
3.1 全比较单元与PWM电路
Reset PIE
EV Control Registers / Logic
/
2
TCLKINA / TDIRA ADC Start
GP Timer 1 Compare
GP Timer 1
Output Logic
T1PWM_T1CMP
Data Bus
Compare Unit 1
CMPR4 CMPR5 CMPR6 属于EVB ) D8 PDINTA CENABLE CLD1 CLD0SVENABLEACTRLD1 ACTRD0 FCMPOE Status
R/W-0 R/W-0 R/W-0 R/W-0 R/W-0 R/W-0 R/W-0 R-0
D15
D14
D13
D12
D11
D10
D15
SVRDIR
R/W-0
D14
D2
D13
D1 D6
D12
R/W-0
D11
R/W-0
D10
R/W-0
D9
R/W-0
D8
R/W-0
D0 CMP6ACT1CMP6ACT0CMP5ACT1CMP5ACT0 D5 D4
R/W-0
R/W-0 R/W-0
D7
R/W-0
D3
R/W-0
D2
R/W-0
D1
R/W-0
GP Timer 2
MUX QEP Circuit • •
CAP1/QEP1 CAP2/QEP2 CAP3/QEPI1
Capture Units
事件管理器功能框图 (EVA)
•
3.1 全比较单元与PWM电路
全比较单元与PWM电路结构框图
3.1 全比较单元与PWM电路
全比较单元与PWM电路功能框图
▲ 对于每一个输入信号PHx,产生两个输出信号DTPHx和DTPHx_ √ 当比较单元和其相关输出的死区未被使能时,这两个信号完全相同(但反相)。 √当比较单元的死区使能时,两个信号的跳变沿被一段叫做死区的时间间隔分开。 ▲ 死区的值由DBTCONA/B中的相应位来控制。 假设DBTCONA/B的位11~8的值为m,位4~2中相应的预定标参数为x/p,则 死区值为(p×m)个CPU时钟周期。
非对称 PWM 波形
3.3 PWM信号的产生
非对称PWM波形产生
为产生非对称 PWM 波形,需将通用定时器 1 或 3 设置为连 续增计数模式。 特点:不关于 PWM 周期中心对称,脉冲的宽度只能从脉冲 一侧开始变化。 √ 在每个PWM周期中,可随时将新的比较值、周期值写入比 较寄存器、周期寄存器中,用来调整PWM输出的占空比和周 期,也可改变比较方式控制寄存器的相关位来变更PWM的输 出方式。更新的值在下一个PWM周期内实现。
D0
R/W-0
CMP4ACT1CMP4ACT0 CMP3ACT1CMP3ACT0CMP2ACT1CMP2ACT0CMP1ACT1CMP1ACT0
R/W-0
R/W-0
比较方式控制寄存器ACTRA/B 地址:7413H/7513H
D15 Reserved
R-0
D12
D11 DBT3
R/W-0
D10 DBT2
Compare Compare Compare
PWM1 PWM2 PWM3 PWM4 PWM5 PWM6
对称PWM 波形
3.3 PWM信号的产生
对称PWM波形产生
为产生对称PWM波形,需将通用定时器1或3设置为连续 增/减计数模式。 特点:对称 PWN 信号关于 PWM 周期中心对称,相比非对称 PWM 信号而言,其优点是在每个 PWM 周期的开始和结束处 有两个无效的区段。 在对称PWM波形的每个周期通常有两次比较匹配。一次 在周期匹配前的增计数期间,另一次在周期匹配后的减计数 期间。改变比较值就可提前或推迟PWM脉冲第二个边沿的产 生。这种特性可以弥补由交流电机控制中的死区而引起的电 流误差。
3.2 PWM电路
EVA的PWM电路 功能框图
3.3 PWM信号的产生
三种波形 非对称 PWM 波形 对称PWM波形 SVPWM波形
3.3 PWM信号的产生
TPWM
Period Compare
Counter
Tpwm / Tcmp Pin
(active high)
Caused by Period match (toggle output in Asym mode only) Caused by Compare match
D9
D7
R/W-0
D6
R/W-0
D5
R/W-0
D4
R-0
D3
D2
R/W-1
D1
R/W-1
D0
R/W-1
FCMP3OE FCMP2OE FCMP1OE Reserved C3TRIPE C2TRIPE C1TRIPE
比较控制寄存器COMCONA/B 地址:7411H/7511H
3.6 全比较单元和PWM电路的寄存器
第09部分:F2812事件管理器(EVA/B)
本章内容
1. 2. 3. 4. 5. 6.
事件管理器概述 通用定时器 全比较单元与PWM电路模块 捕获单元 正交编码脉冲单元(QEP) 事件管理器的中断问题
本小节内容
3.全比较单元与PWM电路模块 3.0 导言
3.1 全比较单元与PWM电路
3.2 PWM电路 3.3 PWM信号的产生 3.4 PWM死区控制 3.5 PWM输出逻辑 3.6 全比较单元与PWM电路的寄存器
3.2 PWM电路
每一个事件管理器可以同时产生5路PWM信号,包括: 3路由完全比较单元产生的带有可编程死区的PWM 信号 由定时器比较器产生的2路独立的PWM信号。 与比较单元相关的PWM电路,主要包括四个功能单元: 非对称/对称波形发生器 可编程死区单元 输出逻辑 空间矢量(SV)PWM状态机
3.3 PWM信号的产生
空间矢量PWM(SVPWM)
应用:空间矢量PWM是实现三相功率逆变器6个功率管控制 的一种特殊方法,它能保证在三相交流电机的绕组中产生最 小的电流谐波,相比于正弦调制,能够提高电源的使用效率。
3.3 PWM信号的产生
产生PWM输出需要对相关的寄存器进行配置: •设置和装载ACTRx,以确定输出方式和极性; •如使能死区功能,则需设置和装载DBTCONx; •初始化CMPRx,装入比较值,确定PWM波形占空比; •设置和装载COMCONx,使能比较操作和PWM输出; •设置和装载T1CON或T3CON,设置计数模式和启动比较操作; •用计算的新值更新CMPRx,以改变PWM波形的占空比。
3.3 PWM信号的产生
TPWM
Period Compare
Counter
TPWM /TCMP Pin (active high)
Interrupts
General Purpose Timer
Full Compare Units TPWM/TCMP Pin
Period Compare Counter
3.4 PWM电路的死区控制
串联的2个器件不能同时 被关闭,不能有重叠区 PWM信号的输入
+
DC 电容
-
三相输出作为控制 信号
功率器件
电源逆变器
3.4 PWM电路的死区控制
supply rail
互补的PWM开关信号
to motor phase
晶体管导通比截止快 同时导通的瞬间-短路
死区控制的必要性
低有效 高有效 强制高 强制低。
3.6 全比较单元和PWM电路的寄存器
▲ 每个EV模块有:
√一个16位可读写的比较控制寄存器COMCONA/B,控制全比较单元的操作; √一个16位的比较方式控制寄存器ACTRA/B(各带一个影子寄存器)。控制 PWM输出引脚的输出方式。 √一个16位可读写的死区控制寄存器DBTCONA/B,对死区进行编程操作; √ 三个比较寄存器CMPR( CMPR1 CMPR2 CMPR3 属于EVA
reserved reserved reserved reserved 7 EDBT3 6 EDBT2
DBTPS2 DBTPS1 DBTPS0 reserved reserved
DB Timer Enable
0 = disable 1 = enable
DB Timer Prescaler
000 = 1 001 = 2 010 = 4 011 = 8 100 = 16 101 = 32 110 = 32 111 = 32
3.4 PWM电路的死区控制
死区单元的作用
▲ 防止在任何操作条件下,每个单元产生的两路PWM信号同时 打开被控功率桥的上、下臂。 ▲ 输入: 由比较单元1、2和3的对称/非对称波形产生器产生的PH1、PH2和PH3; ▲ 输出: 为DTPH1、DTPH1_;DTPH2、DTPH2_及DTPH3、DTPH3_。
R/W-0
D9 DBT1
R/W-0
D8 DBT0
R/W-0
D7ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
R/W-0
D6
R/W-0
D5
R/W-0
D4
R/W-0