全球智能環(huán)保優(yōu)先，PWM因其控制邏輯簡(jiǎn)單，在電動(dòng)車、電動(dòng)汽車、軌道交通、新能源發(fā)電、工業(yè)機(jī)器人等電機(jī)與電源驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域得到重要應(yīng)用，如下圖所示：

在平頭哥半導(dǎo)體有限公司的劍池集成開發(fā)環(huán)境（簡(jiǎn)稱“CDK”）V2.10.1版本開始支持中科昊芯HX2000系列芯片開發(fā)與調(diào)試后，本文以HXS320F28027的PWM輸出實(shí)例對(duì)PWM電機(jī)調(diào)速原理及程序開發(fā)展開介紹。

PWM脈寬調(diào)制控制技術(shù)，即通過對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來等效地獲得所需要的波形，其原理來源于面積等效原理：如下圖所示的矩形、三角形與正弦半波、單位窄脈沖波形，其脈沖面積即沖量都等于1，若將它們分別加在具有慣性的同一環(huán)節(jié)上時(shí)，電路輸入為e(t)，輸出為i(t)，其輸出響應(yīng)基本相同，即在低頻段特性非常接近，高頻段略有差異。

HX2000系列PWM模塊如下圖：

主要由時(shí)基計(jì)數(shù)器TB，計(jì)數(shù)比較CC、動(dòng)作AQ、事件ET、死區(qū)DB、斬波PC、錯(cuò)誤聯(lián)防TZ與時(shí)間比較DC模塊組成，其中TB、CC、AQ、ET是電機(jī)調(diào)速控制中最重要的四個(gè)模塊，其使用配置原理為：

1)?時(shí)基計(jì)數(shù)器模塊：

通過TBCTL[CTRMODE]配置計(jì)數(shù)器工作于向上（遞增）計(jì)數(shù)、向下（遞減）計(jì)數(shù)、向上-下（先遞增后遞減）計(jì)數(shù)模式；通過TBCTL[CLKDIV]與TBCTL[HSPCLKDIV]合理分頻系統(tǒng)時(shí)鐘，使計(jì)數(shù)器可以工作在任意要求的頻率下，計(jì)算方法如下圖：

分頻計(jì)算公式為：TBCLK=SYSCLKOUT/（HSPCLKDIV*CLKDIV）配置EPWMxSYNC管理ePWM模塊間的同步；配置TBPHS調(diào)節(jié)兩路PWM輸出的相位差；產(chǎn)生CTR=PRD與CTR=ZERO事件。

2)?計(jì)數(shù)器比較與動(dòng)作模塊：

以時(shí)基計(jì)數(shù)器的值作為輸入，與比較寄存器CMPA與CMPB不斷進(jìn)行比較，產(chǎn)生比較事件CTR=CMPA或CTR=CMPB，通過動(dòng)作模塊配置在比較事件產(chǎn)生時(shí)在不同路PWM上產(chǎn)生置高、拉低或翻轉(zhuǎn)動(dòng)作，從而調(diào)節(jié)PWM控制的脈沖寬度，同時(shí)可采用影子寄存器來更新比較值，以有效減少故障與毛刺現(xiàn)象。

3)?事件觸發(fā)模塊：

主要接收時(shí)基、計(jì)數(shù)比較與時(shí)間比較模塊產(chǎn)生相關(guān)事件輸入，利用時(shí)基模塊計(jì)數(shù)器的方向信息、事件模塊預(yù)定標(biāo)判斷邏輯判斷，在相關(guān)事件產(chǎn)生時(shí)觸發(fā)，或通過軟件配置觸發(fā)，產(chǎn)生每周期一次、兩次、三次的相應(yīng)中斷事件或ADC啟動(dòng)事件。

本例程主要完成輸出如下圖周期在2.2ms，高電平在55us到2145us變化的PWM波，脈沖計(jì)數(shù)為0-10循環(huán)。

詳細(xì)介紹參見公眾號(hào)B站視頻講解，二維碼如下圖：

工欲善其事必先利其器，程序開發(fā)前準(zhǔn)備階段如下表：

· 開發(fā)環(huán)境：劍池集成開發(fā)環(huán)境V2.10.1

下載地址：https://occ.t-head.cn/community/download?id=575997419775328256

·?開發(fā)板：Core_DSC28027核心板

申請(qǐng)地址：http://haawking.cn/core28027

·?仿真器 ：HX100V2

申請(qǐng)地址：http://haawking.cn/DSP-EMULATOR

下載界面如下：

準(zhǔn)備好開發(fā)工具后就可以開始程序開發(fā)。詳細(xì)的“CDK”安裝及創(chuàng)建工程方法請(qǐng)看第一篇推送《芯教程|平頭哥CDK助力中科昊芯HX2000系列芯片系統(tǒng)開發(fā)》。

CDK上開發(fā)EPWM波生成，代碼包括：

①EPWM的外設(shè)引腳、時(shí)基TB、比較CC、動(dòng)作AQ與事件ET模塊的初始化配置；

②占空比CMPA增大與減少的EPWM中斷服務(wù)程序；

③主程序調(diào)用執(zhí)行。

在CDK上開發(fā)PWM波生成，并對(duì)程序進(jìn)行編譯，其結(jié)果如下圖：

編譯成功后就可進(jìn)入“Debug”模式調(diào)試了，其界面如下圖：

PWM波通過GPIO0引腳輸出，對(duì)應(yīng)的核心板為“00”的插針，具體位置如下圖：

PWM波輸出的正確性及其占空比可調(diào)性效果如下：

關(guān)于中科昊芯

“智由芯生 創(chuàng)享未來”，中科昊芯是數(shù)字信號(hào)處理器專業(yè)供應(yīng)商。作為中國(guó)科學(xué)院科技成果轉(zhuǎn)化企業(yè)，瞄準(zhǔn)國(guó)際前沿芯片設(shè)計(jì)技術(shù)，依托多年積累的雄厚技術(shù)實(shí)力及對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的理解，以開放積極的心態(tài)，基于開源指令集架構(gòu)RISC-V，打造多個(gè)系列數(shù)字信號(hào)處理器產(chǎn)品，并構(gòu)建完善的處理器產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng)。產(chǎn)品具有廣闊的市場(chǎng)前景，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制及電機(jī)驅(qū)動(dòng)、數(shù)字電源、光伏、儲(chǔ)能、新能源汽車、消費(fèi)電子、白色家電等領(lǐng)域。