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Pulse Width Modulation Control System (PWMCS)

3 Mar 2025
Read time: 4 minute(s)
PWM Control System (PWMCS),PWM 控制系统,由以下子系统组成:
  • EPWM:用于产生 PWM 控制信号,具有 12x EPWM 模块 (EPWM0/1/.../11)
  • CAP:用于捕捉输入信号或产生简易 PWM 信号。具有 6x CAP 模块(CAP0/1/…/5)
  • QEP:用于接收增量编码器的信号,读取编码器位置数据和测量转速。具有 10x QEP 模块(QEP0/1/…/9)
  • QOUT:用于产生任意分频比的正交信号。具有 2x QOUT 模块(QOUT0/1)

特性说明

EPWM 模块 Feature
  • 16 比特的 PWM 计数器

  • 支持递增、递减以及先递增后递减的计数方式

  • 计数器支持同步输入信号以及同步输出信号

  • PWM 输出脉宽可调节

  • 每个模块均支持两路的 PWM 输出

  • 支持软件强制控制 PWM 输出

  • 支持死区时间控制

  • 支持六路的故障指示输入

  • 支持不可恢复以及可恢复的两种 PWM 保护功能响应故障

  • 支持硬件触发 ADC 采样以及硬件触发编码器获取位置值

  • 支持中断信号

  • 支持高精度 PWM,精度为 130 ps

  • 支持脉冲输出功能

  • 支持 PWM 触发信号输出

  • 支持 Debug Hold 功能

  • 支持 DMA 功能
CAP 模块 Feature
  • 每个模块支持 1x 捕获输入信号或 1x 普通 PWM 输出信号

  • 32 比特的 CAP 计数器

  • 支持 4x 捕获寄存器

  • 可支持连续的捕获模式或单次的捕获模式

  • 支持普通的 PWM 模式

  • PWM 模式下支持相位的同步

QEP 模块 Feature
  • 具有 32 比特的位置计数器、32 比特的定时器、32 比特的看门狗定时器、16 比特的 QEP 捕获寄存器

  • 支持正交信号的解码

  • 支持位置计数器的锁存

  • 支持时间计数器的锁存

  • 支持 M 法、T 法和 M/T 法测速

QOUT 模块 Feature
  • 支持任意分频比

  • 支持增量编码器(QEP)和绝对值编码器(TA-IF/ EDAT-IF/ BIS-IF)的位置读取

  • 输出脉冲均匀分布

  • 输出最大支持 60 MHz 的正交脉冲信号

实时控制外设互联图——EPWM


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1. EPWM 模块与其它实时控制外设的连接关系

EPWM 的输入

  • 硬件电流环 HCL:每次 HCL 计算完成的 PWM 占空比的数值,通过设置可以自动写入 EPWM 模块的 EPMW_CNT_AV 寄存器,达到自动更新 PWM 占空比的效果 。

  • 比较器模块 CPM:输出的信号 CPMn_COH_PWM、CPMn_COL_PWM 和 CPMn_COHL_PWM(n=0/1),送到 EPWM 模块 ,可以用于触发 EPWM 的输出保护、触发 EPWM 的动作以及用于 EPWM 的同步网络输入。

  • Sigma-Detla 滤波模块 SDFM:输出的 SDFMn_COH、SDFMn_COL 、 SDFMn_COHL、 SDFMn_COHS、SDFMn_COLS、SDFMn_COHLS 和 SDFMn_Z(n=0/1/2/3),送到 EPWM 模块 ,可以用于触发 EPWM 的输出保护 。

  • ADC:输出的 ADCn_WDG0、ADCn_WDG1 和 ADCn_WDG2(n=0/1),送到 EPWM 模块 ,可以用于触发 EPWM 的输出保护 。

EPWM 的输出

  • EPWM 的输出信号 EPWMn_A 和 EPWMn_B 为 PWM 输出信号,直接通过 GPIO 复用传输到引脚。

  • EPWM 的输出信号 EPWM_ADC_CVRA 和 EPWM_ADC_CVRB,传输到 ADC 模块,分别用于触发 ADC 的队列 0 和队列 1 工作的信号。

  • EPWM 的输出信号 EPWM_CPMn_SYNC(n=0/1/2/…/11),传输到 CPM 模块,作为 CPM 模块的同步信号源。

  • EPWM 的输出信号 EPWM_SDFMn_SYNC(n=0/1/2/…/11),传输到 SDFM 模块,作为 SDFM 模块的同步信号源。

  • EPWM 的输出信号 EPWM_CVRC 和 EPWM_CVRD,传输到绝对值编码器 模块,用于触发绝对值编码器获取数据。

实时控制外设互联图——CAP



2. CAP 模块与其它实时控制外设的连接关系

CAP 的输入

  • EPWM 模块的输出信号 EPWMn_A 和 EPWMn_B,能够传输到 CAP 模块,作为 CAP 模块输入信号源。

  • CAP 的输入信号源,也可以选择来自引脚的 CAPn(n=0/1/…/5)信号。

实时控制外设互联图——QEP



3. QEP 模块与其它实时控制外设的连接关系

QEP 的输入

QEP 子系统最多支持 10x QEP,各个 QEP 模块的输入信号对应关系如下:

  • QEP0/1 的输入信号包括 QEPn_A、QEPn_B、QEPn_I、QEPn_S 信号,其中 QEPn_A、QEPn_B、QEPn_I 复用于 ENCn IO MUX 模块(n=0,1),需通过 SYS_CFG 配置寄存器 ENCODER_CFG 进行选择。

  • QEP2/3 的输入信号包括 QEP2/3_A、QEP2/3_B 和 QEP2/3_I 信号,这些输入信号均直接通过 GPIO 复用选择。

  • QEP4/5 的输入信号包括 QEP4/5_A 和 QEP4/5_B 信号,这些输入信号均直接通过 GPIO 复用选择。

  • QEP6/7/8/9 的输入信号包括 QEP6/7/8/9_A 信号,这些输入信号均直接通过 GPIO 复用选择。

  • EPWM 模块的输出信号 EPWMn_A 和 EPWMn_B,能够传输到 QEP 模块,作为 QEP 模块输入信号源。
  • QOUT 模块的输出信号 QOUTn_A、QOUTn_B 、QOUTn_Z 可以传输到 QEP 模块,分别作为 QEP_A、QEP_B、QEP_I 输入信号源。

QEP 的输出

  • QEP0/1 的位置数据寄存器 QEP_POS_CNT 可以输出给硬件电流环 HCL 模块,HCL 用于进行电角度计算以及测速功能。

  • QEP0/1/2/…/9 的位置数据寄存器 QEP_POS_CNT 可以输出给 QOUT 模块,QOUT 用于选择输入信号源,进行脉冲分频输出功能。

实时控制外设互联图——QOUT



4. QOUT 模块与其它实时控制外设的连接关系

QOUT 的输入

  • QOUT 的输入信号源支持 QEP0/1/2/…/9 的位置数据、TA-IF0/1 模块的位置数据、BIS-IF0/1 模块的位置数据和 EDAT-IF0/1 模块的位置数据,用于脉冲分频。