DSP 第八章片内外设2

全比较单元的寄存器
比较方式控制寄存器A (ACTRA) ——7413H
位15 —— SVRDIR：空间矢量PWM旋转方向位． 仅用于空间矢量PWM输出的产生 0 正向(CCW) 1 反向(CW)
全比较单元的寄存器
比较方式控制寄存器A (ACTRA) ——7413H
位14-12 —— D2,D1,D0。基本的空间矢量位。 仅用于空间矢量PWM输出的产生。
§8. 3 全比较单元
每个事件管理模块有3个全比较单元 全比较单元组成： 3个16位的比较寄存器(CMPRx)（带荫影寄存器） 一个比较控制寄存器(COMCONA/B) 一个16位的比较方式控制寄存器(ACTRA/B)
（带荫影寄存器）
6个比较／PWM(三态)输出引脚 控制和中断逻辑。 3个全比较单元和相关的PWM电路的时基都由 通用定时器1(EVA)和通用定时器3(EVB)提供.
全比较单元的寄存器
比较控制寄存器A (COMCONA) ——7411H
位9 —— FCOMPOE。比较输出使能位， PDPINTA有效时，此位清0 0 禁止PWM输出,引脚为高阻态 1 使能PWM输出
全比较单元的寄存器
比较控制寄存器A (COMCONA) ——7411H
位8 —— PDPINTA STATUS。 这一位反映了当前PDPINTA引脚的状态。
Uao
2/3 1/3 -1/3 -2/3 -1/3 1/3 0 0
U240(100)
U300(101)
b
0 1 1 1 0 0 0 1
a
1 1 0 0 0 1 0 1
Ubo
-1/3 1/3 2/3 1/3 -1/3 -2/3 0 0
Uco
-1/3 -2/3 -1/3 1/3 2/3 1/3 0 0
Ud
位6 —— EDBT2。死区定时器2使能位 (对比较单元2的引脚PWM3和PWM4而言)。 0 1 禁止 使能
死区控制寄存器DBTCONA/B —— 7415H
位5 —— EDBT1。死区定时器1使能位 (对比较单元1的引脚PWM1和PWM2而言)。 0 1 禁止 使能
死区控制寄存器DBTCONA/B —— 7415H
1 U ao 1 U d U = 2 2 U = Tabc dq × bo 3 3 q 0 U co 2
c
U0 U60 U120 U180 U240 U300 O000 O111 0 0 0 1 1 1 0 1
1 U ao 2 U 3 bo U 2 co
全比较单元操作所需的寄存器配置
全比较单元的中断和复位
每个比较单元都有一个可屏蔽的中断标志使能位。 如果比较操作被使能，比较匹配后的1个CPU时钟周期 后比较单元的中断标志将置位。 如果中断没有被屏蔽，则将产生一个外设中断请求。 当任何复位事件发生时，所有与比较单元相关的寄存器 都复位为0，且所有的比较输出引脚被置成高阻态。
8
A C
按180度的工作方式，六个晶体管的闭合及断开状态共 有8种可能组合。形成了8种对应的电动机的线电压、相 电压(以直流电源电压Ud为单位)。
三相功率转换电路通断状态与输出电压
c
U0 U60 U120 U180 U240 U300 U000 U111 0 0 0 1 1 1 0 1
b
0 1 1 1 0 0 0 1
a
1 1 0 0 0 1 0 1 U240(100)
Uao
2/3 1/3 -1/3 -2/3 -1/3 1/3 0 0
Ubo
-1/3 1/3 2/3 1/3 -1/3 -2/3 0 0
Uco
-1/3 -2/3 -1/3 1/3 2/3 1/3 0 0
Uab
1 0 -1 -1 0 1 0 0 U300(101)
其中：如图所示的区间
2 U OUT π T1 = TP sin( α ) 3 3 Ux 2 U OUT T2 = TP sinα 3 U x + 60 T0 = TP T1 T2
产生空间矢量PWM波形的寄存器设置
EV模块具有极大简化过整空间矢量PWM波形产生的内置硬件电路。 产生空间矢量PWM波形需要设置以下寄存器：
全比较单元的寄存器
比较方式控制寄存器A (ACTRA) ——7413H
位11-10 —— CMP6ACTl1/0。 引脚PWM6/IOPB3的比较输出方式选择位。 00 强制低 01 低有效 10 高有效 11 强制高
全比较单元的寄存器
比较方式控制寄存器A (ACTRA) ——7413H
位4-2 —— DBTPS2-DBTPS0。
死区定时器的预分频器 p 000 X／1 010 X／4 100 X／16 110 X／64 001 X／2 011 X／8 101 X／32 111 X／128
死区单元的输入和输出
死区单元的输入: PH1、PH2、PH3， 分别是由全比较单元1、2和3的非对称／对称波形发生器 产生的。 死区单元的输出: DTPH1、DTPH1_ DTPH2、DTPH2_ DTPH3、DTPH3_
位11-8 —— DBT3-DBT0。死区定时器周期 这些位规定了3个4位死区定时器的周期值m
死区控制寄存器DBTCONA/B —— 7415H
位7 —— EDBT3。死区定时器3使能位 (对比较单元3的引脚PWM5和PWM6而言)。 0 1 禁止 使能
死区控制寄存器DBTCONA/B —— 7415H
位9-8 —— CMP5ACTl1/0。 引脚PWM5/IOPB2的比较输出方式选择位。 00 强制低 01 低有效 10 高有效 11 强制高
§8. 4 用全比较单元产生三相脉宽调制电路PWM
主要用于产生三相逆变器的六 个功率器件的PWM驱动信号
三相逆变器
Ud
DT P Ha DT P Hb DT P Hc
一相桥臂上的一对带死区的 互补驱动信号
Q5
Q1
Q3
Va
Vb
Vc
DT P Ha_
DT P Hb_
Q2 GND
Q4
DT P Hc_
Q6
b
o
a
c
§8. 4 用全比较单元产生三相脉宽调制电路PWM 组成： 非对称／对称波形发生器； 可编程的死区单元(DBU)； 输出逻辑； 空间矢量PWM状态机。
P W M 电 路 结 构 框 图
输出逻辑
输出逻辑电路决定了比较发生匹配时，输出引脚PWMx (x＝1-12) 上的输出极性和方式。 每个比较单元相关的输出方式可分为 低有效 强制低 来配置。 当发生以下任何一种情况时，所有的PWM输出引脚都置成高阻态: 软件清COMCONx.9位; 由硬件将PDPINTx引脚上的电平拉低; 发生任何复位事件； 高有效 强制高
通用定时器1的计数器不断与比较寄存器的值进行比较； 当发生匹配时，比较单元的两个输出将根据方式控制寄存器(ACTRA) 中的位进行跳变（高有效触发或低有效触发）； 当发生匹配且比较使能时，比较单元的比较中断寄存器将被置位； 如果中断不屏蔽，则产生外设中断请求信号；。 输出跳变的时序、中断标志位的设置和中断请求的产生都与通用定时 器的比较操作相同。 输出逻辑、死区单元和空间矢量PWM单元可改变比较单元在比较模 式下的输出。
三相功率转换电路
Ud
DT P Ha DT P Hb DT P Hc
状态
Q1 Q3 Q5
a 0 1 1 0 0 0 1 1
b 0 0 1 1 1 0 0 1
c 0 0 0 0 1 1 1 1
1 2
Vc
Va
Vb
3
DT P Ha_ DT P Hb_
Q4 GND
Q6
DT P Hc_
Q2
4 5 6 7
B
o
死区的产生
对应于每个死区输入信号PHx，产生两个输出信号 DTPHx和DTPHx_ 。 信号完全相同。 当比较单元的死区单元使能时，这两个信号的跳变沿被 p 一段称作死区的时间间隔分开。 该时间间隔由DBTCONx寄存据中的相应位决定， 死区时间间隔= m×p / x
m
当比较单元和相关输出的死区未被使能时，这两个输出
Ubc
0 1 1 0 -1 -1 0 0
Uca
-1 -1 0 1 1 0 0 0
开关 电路 举例
C Ud o
A
C
Ud
o
A
B
B
基本空间电压矢量
加在电动机上的三相电压转换到dq坐标系，形成 8个基本空间电压矢量。其中2个零电压矢量。
U180(110) U120(010)
q U60(011)
O
U0(001) d
全 比 较 单 元 结 构 框 图
全比较输入／输出
比较单元的输入: 控制寄存器的控制信号； 通用定时器1(T1CNT)及它们的下溢和周期匹配信号； 复位信号。 比较单元的输出： 比较匹配信号， 如果比较操作使能，该匹配信号将置中断标志位 比较单元相关的两个输出引脚上发生跳变。
全比较操作模式(EVA)
更新CMPRx寄存器的值，改变输出PWM波形的占空比。
比较单元和PWM电路产生非对称PWM波形
比较单元和PWM电路产生对称PWM波形
SPWM信 号的产生
事件管理器的空间矢量PWM波形产生
空间矢量PWM是指构成三相功率转换器的6个功率晶 体管之间的一种特殊开关机制; 可以使三相交流电动机绕组中产生的电流谐波失真最 小。因此．广泛应用于交流电动机控制系统中。 与传统的采用正弦波调制来产生PWM信号的方法相 比，它可以更有效地利用电源电压。
全比较单元的寄存器
比较控制寄存器A (COMCONA) ——7411H
位12 —— SVENABLE。空间矢量PWM模式使能位。 0 1 禁止空间矢量PWM模式 使能空间矢量PWM模式
全比较单元的寄存器
比较控制寄存器A (COMCONA) ——7411H
位11-10 —— ACTRLD1/0。方式控制寄存器重载条件。 00 当T1CNT＝0时(即下溢) 01 当T1CNT＝0或T1CNT＝T1PR时(即下溢或周期匹配) 10 立即 11 保留
比较单元的PWM输出极性和方式通过ACTRx寄存器中相应的位
PWM信号产生的设置步骤
应用全比较单元和相关电路产生的三相PWM波形输出的事件管理器 相关寄存器设置步骤如下； 设置和装载ACTRx寄存器——设定输出的极性和方式 设置和装载DBTCONx寄存器—— 使能死区，设定死区宽度； 设置和装载T1PR或T3PR寄存器——设定PWM波形（载波）的周期； 初始化CMPRx寄存器， 设置和装载COMCONx寄存器——使能比较、比较输出等； 设置和装载T1CON或T3CON寄存器——设定计数模式等， 不对称波形：连续增计数模式 对称波形： 连续增/减计数模式
√2/√3 1/√6 -1/√6 -√2/√3 -1/√6 1/√6 0 0
Uq
0 1/√2 1/√2 0 -1/√2 -1/√2 0 0
利用基本空间电压矢量形成输出空间电压矢量
U OUT T0 T1 T2 = U x + U x + 60 + U 0 TP TP TP
Ux—— U0(001) , Ux+60——U60(011) U0 —— O000或O111
1. 设置ACTRx寄存器用来定义比较输出引脚的输出方式； 2. 设置COMCON x寄存器来使能比较操作和空间矢量PWM模式，并把CMPRx 的重载条件设置为下溢； 3. 将通用定时器1或3设置成连续增／减计数模式，并启动定时器。 4. 确定在二维d-q坐标系下输入到电机的电压Uout ,(大小、相位、转向），确定 每个PWM周期的以下参数： 两个相邻矢量，Ux和Ux+60 根据Uout ,的大小、相位计算参数T1、T2和To；
全比较单元的寄存器
比较控制寄存器A (COMCONA) ——7411H
Байду номын сангаас位15 —— CENABLE。比较使能位。 0 1 禁止比较操作 使能比较操作
全比较单元的寄存器
比较控制寄存器A (COMCONA) ——7411H
位14-13 —— CLD1/0。比较寄存器CMPRx重载条件。 00 当T1CNT＝0时(即下溢) 01 当T1CNT＝0或T1CNT＝T1PR时(即下溢或周期匹配) 10 立即 11 保留
可编程的死区单元
EVA和EVB模块都有各自的可编程的死区单元 可编程死区单元具有以下特点： 一个可读／写的16位死区控制寄存器DBTCONA/B； 一个输入时钟预分频器： X/1，X/2，X/4，X/8，x/16 内部CPU时钟输入； 3个4位减计数定时器； 控制逻辑。
死区控制寄存器DBTCONA/B —— 7415H