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。
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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