第十一章-S3C2410的PWM控制

第十一章S3C2410的PWM控制

第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）主要內(nèi)容：11.1PWM定時(shí)器概述11.2PWM輸出電平控制11.3PWM定時(shí)器控制寄存器11.4PWM參考程序第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）11.1PWM定時(shí)器概述

11.1.1什么是脈寬調(diào)制(Pulse-WidthModulation)

在嵌入式控制系統(tǒng)中，有許多場(chǎng)合需要直流電機(jī)做驅(qū)動(dòng)，我們知道，直流電機(jī)給定直流電壓就可以旋轉(zhuǎn)，給定的電壓高，電機(jī)轉(zhuǎn)速就高；給定的電壓低，電機(jī)轉(zhuǎn)速就慢，這樣控制給定電壓大小就可以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）11.1.2S3C2410的脈寬調(diào)制和PWM控制

S3C2410有5個(gè)16位定時(shí)器，其中定時(shí)器0，1，2，3具有脈沖寬度調(diào)制((PWM)功能，定時(shí)器4具有內(nèi)部定時(shí)作用，但是沒有輸出引腳。定時(shí)器0具有死區(qū)生成器，可以控制大電流設(shè)備。定時(shí)器T0和T1共用一個(gè)8位預(yù)定標(biāo)器，定時(shí)器T2，T3和T4共用另一個(gè)8位預(yù)定標(biāo)器，每個(gè)定時(shí)器都有一個(gè)時(shí)鐘分頻器，信號(hào)分頻輸出有5種模式（1/2、1/4、1/8、1/16和外部時(shí)鐘TCLK)。定時(shí)器結(jié)框如圖11-1所示。第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）每一個(gè)定時(shí)器都有一個(gè)自己的用定時(shí)器時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)的16位減法計(jì)數(shù)器。當(dāng)減法計(jì)數(shù)器減到0時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)定時(shí)器中斷來通知CPU，定時(shí)器操作完成。當(dāng)定時(shí)器減法計(jì)數(shù)器減到0時(shí)，相應(yīng)的TCNTBn的值被自動(dòng)重載到減法計(jì)數(shù)器中繼續(xù)下次操作。然而，如果定時(shí)器停止了，比如在運(yùn)行時(shí)通過清除TCON中定時(shí)器使能位來中止定時(shí)器的運(yùn)行，則TCNTBn的值不會(huì)被重載到減法計(jì)數(shù)器中。TCMPBn的值用于脈沖寬帶調(diào)制（PWM）。當(dāng)定時(shí)器的減法計(jì)數(shù)器的值和TCMPBn的值相等時(shí)，定時(shí)器輸出改變輸出電平。因此，比較寄存器決定了PWM的占空比。第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）11.1.3S3C2410定時(shí)器特性：

.5個(gè)16位定時(shí)器；.2個(gè)8位預(yù)定標(biāo)器和2個(gè)4位分頻器；.可編程改變PWM輸出占空比；.自動(dòng)重載模式或者單個(gè)脈沖輸出模式；.具有死區(qū)生成器；.自動(dòng)重載與雙緩沖。第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）S3C2410具有雙緩沖功能，能在不中止當(dāng)前定時(shí)器運(yùn)行的情況下，重載下次定時(shí)器運(yùn)行參數(shù)，所以盡管新的定時(shí)器的值被設(shè)置好了。當(dāng)前操作仍能成功完成。定時(shí)器值可以被寫入定時(shí)器計(jì)數(shù)緩沖寄存器(TCNTBn)，當(dāng)前計(jì)數(shù)器的值可以從定時(shí)器計(jì)數(shù)觀察寄存器(TCNTOn)讀出。讀出的TCNTBn值并不是當(dāng)前計(jì)數(shù)器的值，而是下次重載的計(jì)數(shù)器值。TCNTn的值等于0時(shí)，自動(dòng)重載，把TCNTBn的值裝人TCNTn，只有當(dāng)自動(dòng)重載允許并且TCNTn的值等于0時(shí)才會(huì)自動(dòng)重載。如果TCNTn=0，自動(dòng)重載禁止，.則定時(shí)器停止運(yùn)行，具體如圖11-2所示。第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）以下幾個(gè)步驟給出了更新過程：.向TCNTBn和TCMPBn寫入初始值。.置位相應(yīng)定時(shí)器的手動(dòng)更新位，不管是否使用倒相功能，推薦設(shè)置倒相位.啟動(dòng)定時(shí)器，清除手動(dòng)更新位。第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）11.1.4定時(shí)器操作示例定時(shí)器操作示例如圖11-3所示。第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）A：允許自動(dòng)重載功能，TCNTBn=160,TCMPBn=110。置位手動(dòng)更新位，配置倒相位，手動(dòng)更新位被置位后，TCNTBn和TCMP'Bn的值被自動(dòng)裝人了TCNTn和TCMPn。之后，設(shè)置TCNTBn和TCMPBn分別等于80和40.B：啟動(dòng)定時(shí)器清零手動(dòng)更新位，取消倒相功能，允許自動(dòng)重載，定時(shí)器開始啟動(dòng)減法計(jì)數(shù)。C：當(dāng)TCNTn和TCMPn的值相等時(shí)，TOUT輸出電平由低變高。D：當(dāng)TCNTn的值等于0時(shí)產(chǎn)生中斷，并在下一個(gè)時(shí)鐘到來時(shí)把TCNTBn的值裝人暫存器中。第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）E：在中斷服務(wù)子程序中，把80和40分別裝入TCNTBn和TCMPBn。F：當(dāng)TCNTn和TCMPn的值相等時(shí)，TOUT輸出電平由低變高。G、H：當(dāng)TCNTn=0時(shí)，產(chǎn)生中斷，把TCNTBn（80）和TCMPBn（60）的值分別自動(dòng)裝入TCNTn和TCMPn，并在在中斷服務(wù)子程序中，禁止自動(dòng)重載和中斷請(qǐng)求來中止定時(shí)器運(yùn)行。I：當(dāng)TCNTn和TCMPn的值相等時(shí)，TOUT輸出電平由低變高。J、K：盡管TCNTn=0，但是定時(shí)器停止運(yùn)行，也不再發(fā)生自動(dòng)重載操作，因?yàn)槎〞r(shí)器自動(dòng)重載功能被禁止，不再產(chǎn)生新的中斷。第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）11.1.5死區(qū)生成器當(dāng)PWM控制用于電源設(shè)備時(shí)需要用到死區(qū)功能。這個(gè)功能允許在一個(gè)沒備關(guān)閉和另一個(gè)設(shè)備開啟之間插入一個(gè)時(shí)間間隔。這個(gè)時(shí)間間隔可以防止兩個(gè)設(shè)備同時(shí)關(guān)閉、同時(shí)開啟或一個(gè)關(guān)閉的同時(shí)另一個(gè)開啟。TOUT0是定時(shí)器0的PWM輸出，假定nTOUT0是TOUT0的倒相信號(hào)。如果死區(qū)功能被允許，TOUT0和nTOUT0的輸出波形就變成了TOUT0_DZ和nTOUT0_DZ。如圖11-4所示。nTOUT0_DZ可在TOUT1腳上產(chǎn)生。有了死區(qū)間隔，TOUT0_DZ和nTOUT0_DZ關(guān)閉和開啟就不會(huì)同時(shí)進(jìn)行。死區(qū)間隔時(shí)間可以通過軟件設(shè)定，達(dá)到防止兩個(gè)設(shè)備同時(shí)動(dòng)作目的。第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）11.2PWM輸出電平控制

11.2.1PWM工作原理第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）當(dāng)我們把一個(gè)數(shù)值放入TCNTBn后，啟動(dòng)定時(shí)器、使能重載功能，TCNTBn把該數(shù)放入減法計(jì)數(shù)器，減法計(jì)數(shù)器開始按分頻值進(jìn)行減1操作，減法計(jì)數(shù)器到0時(shí)，相應(yīng)的TCNTBn的值被自動(dòng)重載到減法計(jì)數(shù)器中繼續(xù)下次操作。這樣在定時(shí)器的輸出會(huì)產(chǎn)生連續(xù)的鋸齒波，如圖11-5中Vtcnt。當(dāng)我們把比較值放入TCMPBn后，該值會(huì)在定時(shí)器的輸出產(chǎn)生一個(gè)負(fù)的電壓，如圖11-5中Vtcmpb所示。TCMPBn越大，Vtcmpb的絕對(duì)值越小。定時(shí)器的輸出電壓Vtout=Vtcnt-Vtcmpb，當(dāng)Vtcnt大于Vtcmpb時(shí)Vtout輸出電壓變正，當(dāng)Vtcnt小于Vtcmpb時(shí)Vtout輸出電壓變負(fù)。我們可以在程序中如計(jì)數(shù)器到0中斷服務(wù)程序中隨時(shí)修改TCMPBn，使Vtcmpb大小改變，進(jìn)而控制Vtcnt的正負(fù)比率，也就是改變PWM的占空比。第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）11.2.2PWM輸出控制1。輸出電平倒相PWM在不改變占空比情況下，輸出電平還可以倒相，即把輸出電平取反。在PWM控制寄存器中有一個(gè)逆變位，通過修改逆變位值可方便的實(shí)現(xiàn)倒相。2。編程改變輸出頻率PWM的輸出頻率很容易改變，具體見下面程序：第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）3。編程改變輸出占空比第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）11.3PWM定時(shí)器控制寄存器

11.3.1定時(shí)器配置寄存器0第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）11.3.2定時(shí)器配置寄存器1第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）

定時(shí)器輸入時(shí)鐘頻率：fTCLK=（fPCLK/（Prescaler+1））/divider其中，Prescaler為預(yù)定標(biāo)值(0~255)；分頻器divider（表11-3中的4選1開關(guān)）的分頻值為2、4、8和16。PWM輸出時(shí)鐘頻率=定時(shí)器輸入時(shí)鐘頻率（fTCLK）/定時(shí)器計(jì)數(shù)緩沖器值（TCNTB）PWM輸出占空比=定時(shí)器比較緩沖器值（TCMPB）/定時(shí)器計(jì)數(shù)緩沖器值（TCNTB）第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）11.3.3減法緩沖寄存器和比較緩沖寄存器定時(shí)器減法緩沖寄存器（TCNTBn）和比較緩沖寄存器（TCMPBn）定義如表11-4所列第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）11.3.4定時(shí)器控制寄存器定時(shí)器控制寄存器(TCON)如表11-5所列。第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）第十一章S3C2410的PWM控制ppt課件（全）11.4PWM參考程序

參考程序涉及到SMDK2410開發(fā)板，該板