PWM

[English]

概述

bk7236 共有两组 PWM 控制器，PWM0 与 PWM1，每个PWM控制器下有3个TIM定时器，每个定时器有2个channel。

以 PWM0 来说，TIM 与 PWM channel 对应关系如下：

TIM Index

Channel Index

TIM1

0

1

TIM2

3

4

TIM3

5

6

因此，每个 PWM 控制器有6个 channel，bk7236共支持12个 channel，对应软件中的 PWM_ID_0 到 PWM_ID_11。

工作模式

定时器可以工作在3种模式下：

  1. 独立输出模式

  2. 互补输出模式

  3. 输入捕获模式

功能框图

PWM block diagram

时钟源

PWM 控制器 有两个时钟源可选：

  • clk_32K

  • XTAL

可通过 SYSTEM_REG0x8 配置。

PSC

预分频器，对输入时钟(clk_32K或XTAL)进行分频，输出CLK_CNT用来驱动计数器TIM计数。

PSC的设置可通过 PWM_REG_0xE 来配置，可实现1-256分频。

例如：

当我们时钟源选择XTAL=26MHz，配置PSC1=25时，计数器TIM1时钟则为1MHz，若计数器+1，则+1us。

备注

如果 PWM0 或 PWM1 的 CH1 配置为独立模式，那么其对应的 PSC 通过 PWM_REG_0x33 来配置。

CCR

当计数器CNT的值跟比较寄存器CCR的值相等时，输出参考信号OCxREF的信号的极性就会改变，并且会产生CCxI中断，相应的标志位CCxIF（REG_0x8寄存器中）会置位。 然后OCxREF再经过一系列的控制之后输出PWM信号。

BK7236 每个TIM 对应3个 CCR ，即在一个周期内，信号的极性可以翻转3次，其中

  • CCR1,CCR2,CCE3(REG_0x15-REG_0x17)对应TIM1

  • CCR4,CCR5,CCE6(REG_0x18-REG_0x1a)对应TIM2

  • CCR7,CCR8,CCE9(REG_0x1b-REG_0x1d)对应TIM3

当用作PWM输出模式时，输出方波信号的占空比由CCR决定。

备注

CCRx 需设置大于1的值。

ARR

自动重载寄存器ARR用来存放与计数器CNT比较的值，可以理解为计数器计数的 end_value。

PWM输出方波信号的频率由ARR值决定。

Deadtime Generator

在生成的参考信号OCxREF的基础上，可以插入deadtime，用于生成两路互补的输出信号。

死区时间的大小具体由 REG_0x1E 的 DTx 配置。

PWM 输出模式

输出单路方波信号

每组 PWM 的 CH0, CH1, CH2, CH4 可用作独立输出。

备注

CH1 动态修改配置频率占空比时，硬件默认为立即生效，无法配置为下一周期生效，且极性、翻转模式等无法配置，因此仅可用作固定频率占空比输出。

示例： 独立输出5路 PWM 信号，频率为1KHz，占空比动态变化：从0%到100%，再从100%到0%。

具体示例代码详见 projects/example/peripherals/pwm/pwm_set_period_duty/main.c

输出互补带死区PWM

关于互补输出，可分为硬件实现的互补模式与软件互补模式：

  • 硬件：每组 PWM 可实现3个互补输出，如概述中的表格所示，仅可配置 PWMx 的 CH0与CH1, CH2与CH3, CH4与CH5 作为互补输出，有相应的死区相关的寄存器可配置，较为精准，但通道固定

  • 软件：使用 PWM1 的 CH0, CH2, CH4 与 PWM2 的 CH0, CH2, CH4 任意两通道组成互补输出，软件实现互补功能，较为灵活，但精度不及硬件实现的方式

示例： CH0 与 CH4 输出不带死区的互补波形；CH6 与 CH8 输出带死区的互补波形。

具体示例代码详见 projects/example/peripherals/pwm/complementary_outputs/main.c

Q&A

  1. 什么是 PWM 独立模式？

    如上面框图所示， CH0 与 CH1 共同使用 TIM1 计数，因此它们只能输出与参考信号OCxREF极性相同或相反的信号，为了让CH1能独立输出，可配置CH1为独立模式，可独立配置频率和占空比，对应寄存器 PWM_REG2f。

  2. 关于独立模式的使用限制？

2.1. 独立模式相关的配置对应寄存器 PWM_REG2f 到 PWM_REG39

2.2. 只有 PWM CH1 可配置为独立模式，CH3 与 CH5 独立模式不生效

2.3. 独立模式下仅可配置ARR与CCR（频率与占空比），OCM 固定为 0b011 (OCxREF碰到CCRx时翻转，碰到AAR也翻转)，PWM输出极性固定为正极性，仅可用作较为简单的波形输出，无法实现动态配置频率和占空比。

  1. 哪些通道可独立输出？

    PWM0 的 CH0，CH1，CH2，CH4；PWM1 的 CH0，CH1，CH2，CH4。对应软件上的下标为 PWM_ID_0, PWM_ID_1, PWM_ID_2, PWM_ID_4, PWM_ID_6, PWM_ID_7, PWM_ID_8, PWM_ID_10。 其中 PWM_ID_1， PWM_ID_7 不能动态更改频率和占空比。

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