單片機第7章S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例

1、基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例合肥工業(yè)大學(xué)合肥工業(yè)大學(xué)機械與汽車工程學(xué)院機械與汽車工程學(xué)院滕滕 勤勤2014.42014.4基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例本章內(nèi)容本章內(nèi)容p 7.1 PWM7.1 PWM模塊概述模塊概述p 7.2 PWM7.2 PWM模塊結(jié)構(gòu)和特點模塊結(jié)構(gòu)和特點p 7.3 PWM7.3 PWM模塊工作原理模塊工作原理p 7.4 PWM7.4 PWM模塊寄存器及設(shè)置模塊寄存器及設(shè)置p 7.5 PWM7.5 PWM模塊基礎(chǔ)應(yīng)用實例模

2、塊基礎(chǔ)應(yīng)用實例p 7.6 7.6 智能車系統(tǒng)中智能車系統(tǒng)中PWMPWM模塊的應(yīng)用模塊的應(yīng)用基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.1 PWM7.1 PWM模塊概述模塊概述p 【脈沖寬度調(diào)制【脈沖寬度調(diào)制（P Pulseulse W Widthidth M Modulateodulate，PWMPWM】通過軟件編程來調(diào)節(jié)波通過軟件編程來調(diào)節(jié)波形的占空比和周期，以產(chǎn)生精確的輸出脈沖序列。形的占空比和周期，以產(chǎn)生精確的輸出脈沖序列。7.1.1 PWM7.1.1 PWM信號的產(chǎn)生方法信號的產(chǎn)生方法p 利用單片機實現(xiàn)利用單片機實現(xiàn)PW

3、MPWM波的方法：波的方法：利用軟件延時利用軟件延時p 通過指令構(gòu)成程序循環(huán)，在不同的循環(huán)結(jié)束時，改變通過指令構(gòu)成程序循環(huán)，在不同的循環(huán)結(jié)束時，改變I/OI/O口的電平?？诘碾娖健！救秉c【缺點】極大地占用了極大地占用了CPUCPU資源，而且不易產(chǎn)生精確的脈沖序列。資源，而且不易產(chǎn)生精確的脈沖序列。利用利用輸出比較功能或模數(shù)遞減計數(shù)器輸出比較功能或模數(shù)遞減計數(shù)器p 通過軟件編程，任意設(shè)定高、低電平的時間常數(shù)，輸出通過軟件編程，任意設(shè)定高、低電平的時間常數(shù)，輸出PWMPWM脈沖信號。脈沖信號?！救秉c【缺點】由于需要重置計數(shù)初值，在一定程度上占用由于需要重置計數(shù)初值，在一定程度上占用CPUCPU的時

4、間。的時間?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.1 PWM7.1 PWM模塊概述模塊概述7.1.1 PWM7.1.1 PWM信號的產(chǎn)生方法信號的產(chǎn)生方法利用內(nèi)置的利用內(nèi)置的PWMPWM模塊模塊p 單片機內(nèi)部集成的單片機內(nèi)部集成的PWMPWM模塊專門用于輸出模塊專門用于輸出PWMPWM信號。信號。 【優(yōu)點【優(yōu)點】基本上不占用基本上不占用CPUCPU資源。資源。7.1.2 7.1.2 微控制器微控制器PWMPWM模塊的用途模塊的用途p 【應(yīng)用場合【應(yīng)用場合】工業(yè)控制和消費類機電產(chǎn)品。工業(yè)控制和消費類機電產(chǎn)品。 【D/AD/A

5、轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換】與一個低通濾波器配合，輸出一個與脈寬成正比的直流電壓。與一個低通濾波器配合，輸出一個與脈寬成正比的直流電壓。 【開關(guān)量控制【開關(guān)量控制】 【變頻調(diào)速【變頻調(diào)速】利用利用PWMPWM模塊產(chǎn)生不同頻率的電壓信號，調(diào)節(jié)交流電動機的模塊產(chǎn)生不同頻率的電壓信號，調(diào)節(jié)交流電動機的轉(zhuǎn)速，常用于變頻器、變頻空調(diào)、節(jié)能冰箱等。轉(zhuǎn)速，常用于變頻器、變頻空調(diào)、節(jié)能冰箱等。基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.1 PWM7.1 PWM模塊概述模塊概述7.1.2 PWM7.1.2 PWM模塊的用途模塊的用途 【平均電流或電壓控制【平均電流

6、或電壓控制】直流電動機調(diào)速直流電動機調(diào)速燈光亮度調(diào)節(jié)燈光亮度調(diào)節(jié)比例電磁閥控制比例電磁閥控制電噴汽油機的怠速控制閥、電噴汽油機的怠速控制閥、EGREGR控制閥、控制閥、VVTVVT機構(gòu)機油機構(gòu)機油壓力控制閥，高壓共軌柴油機的壓力控制閥，高壓共軌柴油機的PCRPCR閥、閥、VNTVNT增壓壓力調(diào)節(jié)閥等。增壓壓力調(diào)節(jié)閥等。 直流伺服電動機控制直流伺服電動機控制航?；蛑悄苄≤嚨亩鏅C控制，發(fā)動機節(jié)氣門調(diào)節(jié)，航?；蛑悄苄≤嚨亩鏅C控制，發(fā)動機節(jié)氣門調(diào)節(jié)，無人機機翼調(diào)節(jié)，無人自動駕駛汽車的方向盤控制等。無人機機翼調(diào)節(jié)，無人自動駕駛汽車的方向盤控制等。 【控制命令字編碼【控制命令字編碼】無線遙控車的控制，通信

7、編碼，電視機、空調(diào)的遙控部分。無線遙控車的控制，通信編碼，電視機、空調(diào)的遙控部分?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.2 PWM7.2 PWM模塊結(jié)構(gòu)和特點模塊結(jié)構(gòu)和特點p MC9S12DG128MC9S12DG128單片機的單片機的PWMPWM模塊與端口模塊與端口P P共享引腳。共享引腳。p 當(dāng)當(dāng)PWMPWM功能激活后，功能激活后，P P口對應(yīng)引腳的通口對應(yīng)引腳的通用用I/OI/O功能自動關(guān)閉。功能自動關(guān)閉。PWMPWM功能未啟用功能未啟用時，相應(yīng)的引腳可用作通用時，相應(yīng)的引腳可用作通用I/OI/O口。口。【PWMPW

8、M模塊特點模塊特點】p 工作頻率高工作頻率高當(dāng)振蕩器頻率為當(dāng)振蕩器頻率為16MHz16MHz時，時，PWMPWM模塊的最高時鐘頻率可達模塊的最高時鐘頻率可達25MHz25MHz。p 占空比可調(diào)范圍寬占空比可調(diào)范圍寬占空比調(diào)節(jié)范占空比調(diào)節(jié)范圍圍0 0100%100%。p 分辨率高分辨率高最高分辯能力達最高分辯能力達0.15%0.15%。有效有效時間時間無效無效時間時間周周期期平均值平均值0 %10 %50 %90 %99 %周期有效時間占空比 基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.2.1 PWM7.2.1 PWM模塊功能模塊

9、功能【組成【組成】p時鐘源、預(yù)分頻器、時鐘時鐘源、預(yù)分頻器、時鐘選擇開關(guān)、分頻器和時鐘選擇開關(guān)、分頻器和時鐘控制電路、控制電路、PWMPWM通道、使通道、使能控制、極性選擇、對齊能控制、極性選擇、對齊方式選擇以及對應(yīng)的輸出方式選擇以及對應(yīng)的輸出引腳。引腳。 7.2 PWM7.2 PWM模塊結(jié)構(gòu)和特點模塊結(jié)構(gòu)和特點基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.2.1 PWM7.2.1 PWM模塊功能模塊功能【組成【組成】p 8 8路路8 8位獨立的位獨立的PWMPWM通道，通道，通過相應(yīng)的設(shè)置也可以通過相應(yīng)的設(shè)置也可以變?yōu)樽優(yōu)? 4

10、個個1616位位PWMPWM通道。通道。p 每個每個PWMPWM通道由獨立運行通道由獨立運行的的8 8位雙向脈沖計數(shù)器位雙向脈沖計數(shù)器PWMCNTPWMCNT、周期比較寄存、周期比較寄存器器PWMPERPWMPER和占空比比較和占空比比較寄存器寄存器PWMDTYPWMDTY等組成。等組成。7.2 PWM7.2 PWM模塊結(jié)構(gòu)和特點模塊結(jié)構(gòu)和特點基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.2.1 PWM7.2.1 PWM模塊功能模塊功能p 【設(shè)置【設(shè)置】由周期寄存器和占空比寄存器確定由周期寄存器和占空比寄存器確定PWMPWM波形的

11、輸出波形的輸出周期和占空比周期和占空比。由極性寄存器由極性寄存器PWMPOLPWMPOL選擇選擇PWMPWM輸出波形的輸出波形的極性極性。由對齊方式選擇寄存器。由對齊方式選擇寄存器PWMCAEPWMCAE選擇選擇PWMPWM輸出波形的輸出波形的對齊方式對齊方式。p 【復(fù)位【復(fù)位】復(fù)位后復(fù)位后8 8位加位加/ /減脈沖計數(shù)器被設(shè)置為減脈沖計數(shù)器被設(shè)置為遞增計數(shù)遞增計數(shù)，所有通道禁止，所有通道禁止，即所有計數(shù)器不計數(shù)。即所有計數(shù)器不計數(shù)。p 【緊急關(guān)閉【緊急關(guān)閉】PWMPWM通道通道7 7除了用于波形輸出外，還作為緊急關(guān)閉功能的輸入。除了用于波形輸出外，還作為緊急關(guān)閉功能的輸入。p 【中斷【中斷】

12、PWMPWM模塊只有一個中斷源，在緊急關(guān)閉時產(chǎn)生。模塊只有一個中斷源，在緊急關(guān)閉時產(chǎn)生。若若PWMPWM關(guān)閉寄存器關(guān)閉寄存器PWMSDNPWMSDN中的中斷允許位中的中斷允許位PWMIEPWMIE置位，且緊急關(guān)閉允許置位，且緊急關(guān)閉允許（PWMSDNPWMSDN中的控制位中的控制位PWM7ENA=1PWM7ENA=1），當(dāng)），當(dāng)PWM7PWM7通道出現(xiàn)規(guī)定的緊急關(guān)閉有效通道出現(xiàn)規(guī)定的緊急關(guān)閉有效電平（由電平（由PWM7ILPWM7IL位決定低電平或高電平）時，中斷標(biāo)志位決定低電平或高電平）時，中斷標(biāo)志PWMIFPWMIF置位，向置位，向CPUCPU提出中斷請求。提出中斷請求?；贖CS12的嵌

13、入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.2 PWM7.2 PWM模塊結(jié)構(gòu)和特點模塊結(jié)構(gòu)和特點7.2.2 PWM7.2.2 PWM模塊基本特性模塊基本特性p 具有周期和占空比可編程的具有周期和占空比可編程的8 8個獨立個獨立PWMPWM通道；通道；p 每個每個PWMPWM通道具有獨立的計數(shù)器；通道具有獨立的計數(shù)器；p 每個通道可編程允許每個通道可編程允許/ /禁止禁止PWMPWM功能；功能；p 每個通道可軟件選擇每個通道可軟件選擇PWMPWM脈沖極性；脈沖極性；p 具有雙緩沖的周期和占空比寄存器，當(dāng)?shù)竭_有效周期終點（具有雙緩沖的周期和占空比寄存

14、器，當(dāng)?shù)竭_有效周期終點（PWMPWM到達到達0 0）或）或通道禁止時，修改值生效；通道禁止時，修改值生效；p 每個通道可編程中心對齊或左對齊輸出；每個通道可編程中心對齊或左對齊輸出；p 4 4個時鐘源（個時鐘源（A A、B B、SASA和和SBSB）提供寬帶頻率，可編程的時鐘選擇邏輯；）提供寬帶頻率，可編程的時鐘選擇邏輯；p 緊急關(guān)閉。緊急關(guān)閉?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.2 PWM7.2 PWM模塊結(jié)構(gòu)和特點模塊結(jié)構(gòu)和特點7.2.3 7.2.3 操作模式操作模式p【正常工作模式【正常工作模式】如果如果PWMPW

15、M模塊使能，模塊使能，PWMPWM連續(xù)不斷地工作。如果連續(xù)不斷地工作。如果8 8個通道都被禁止個通道都被禁止(PWME7(PWME7PWME0 =0)PWME0 =0)，為了節(jié)電，預(yù)分頻器計數(shù)器被關(guān)閉。，為了節(jié)電，預(yù)分頻器計數(shù)器被關(guān)閉。p【等待模式【等待模式】等待模式下，如果等待模式下，如果PWMPWM控制寄存器控制寄存器PWMCTLPWMCTL中的中的PSWAIPSWAI位位=0=0，PWMPWM可以連續(xù)不可以連續(xù)不斷地工作。斷地工作。如果如果PWMCTLPWMCTL寄存器中的寄存器中的PSWAIPSWAI位位=1=1，通過禁止預(yù)分頻器的輸入時鐘，可以，通過禁止預(yù)分頻器的輸入時鐘，可以實現(xiàn)低

16、功耗，此時實現(xiàn)低功耗，此時PWMPWM不工作，不工作，PWMPWM輸出保持靜態(tài)輸出保持靜態(tài)( (高或低高或低) )?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.2 PWM7.2 PWM模塊結(jié)構(gòu)和特點模塊結(jié)構(gòu)和特點7.2.3 7.2.3 操作模式操作模式p【凍結(jié)模式【凍結(jié)模式】在凍結(jié)模式下，在凍結(jié)模式下，PWMPWM可以繼續(xù)工作?？梢岳^續(xù)工作。通過設(shè)置通過設(shè)置PWMCTLPWMCTL寄存器中的寄存器中的PFRZPFRZ位，可以選擇禁止預(yù)分頻器的時鐘輸入。位，可以選擇禁止預(yù)分頻器的時鐘輸入。即，如果即，如果PFRZ=1PFRZ=1，

17、只要，只要MCUMCU處于凍結(jié)模式，預(yù)分頻器的輸入時鐘被禁止。處于凍結(jié)模式，預(yù)分頻器的輸入時鐘被禁止。為了重新激活預(yù)分頻器時鐘，設(shè)置為了重新激活預(yù)分頻器時鐘，設(shè)置PFRZ=0PFRZ=0或退出凍結(jié)模式?；蛲顺鰞鼋Y(jié)模式。p【停止模式【停止模式】在停止模式下，由于從在停止模式下，由于從IPIP總線到模塊的所有時鐘停止，因此，總線到模塊的所有時鐘停止，因此，PWMPWM模塊模塊停止工作，停止工作，PWMPWM輸出保持靜態(tài)輸出保持靜態(tài)( (高或低高或低) )。基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3 PWM7.3 PWM模塊的工作

18、原理模塊的工作原理【PWMPWM模塊工作原理模塊工作原理】p PWMPWM模塊工作時，對應(yīng)有效電平寬度的計數(shù)值存放在占空比寄存器中，對模塊工作時，對應(yīng)有效電平寬度的計數(shù)值存放在占空比寄存器中，對應(yīng)脈沖周期的計數(shù)值存放在周期寄存器中。每個通道波形開始的電平由極應(yīng)脈沖周期的計數(shù)值存放在周期寄存器中。每個通道波形開始的電平由極性選擇寄存器性選擇寄存器PWMPOLPWMPOL中的中的PPOLxPPOLx位決定（例如高電平）。位決定（例如高電平）。p PWMPWM啟動后，開始一個輸出周期，計數(shù)器從啟動后，開始一個輸出周期，計數(shù)器從0 0開始對時鐘脈沖進行計數(shù)。當(dāng)計數(shù)值開始對時鐘脈沖進行計數(shù)。當(dāng)計數(shù)值等于

19、占空比寄存器中的預(yù)置值時，占空比比較器輸出有效，輸出控制電路使引腳等于占空比寄存器中的預(yù)置值時，占空比比較器輸出有效，輸出控制電路使引腳電平變?yōu)橐?guī)定的極性（例如低電平），計數(shù)器繼續(xù)計數(shù)。當(dāng)計數(shù)值等于周期寄存電平變?yōu)橐?guī)定的極性（例如低電平），計數(shù)器繼續(xù)計數(shù)。當(dāng)計數(shù)值等于周期寄存器中的預(yù)置值時，周期比較器輸出有效，輸出控制電路使引腳電平反向（例如高器中的預(yù)置值時，周期比較器輸出有效，輸出控制電路使引腳電平反向（例如高電平），同時復(fù)位計數(shù)器，開始下一個輸出周期。電平），同時復(fù)位計數(shù)器，開始下一個輸出周期?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及

20、其應(yīng)用實例7.3 PWM7.3 PWM模塊的工作原模塊的工作原理理7.3.1 PWM7.3.1 PWM時鐘的產(chǎn)生時鐘的產(chǎn)生p【時鐘電路組成【時鐘電路組成】時鐘時鐘輸入控制、預(yù)分頻器、輸入控制、預(yù)分頻器、分頻器和時鐘選擇電路。分頻器和時鐘選擇電路?！綪WMPWM預(yù)分頻器輸入時鐘預(yù)分頻器輸入時鐘】總線時鐘總線時鐘ECLKECLK。由。由PWMPWM控控制寄存器制寄存器PWMCTLPWMCTL中的中的PFRZPFRZ位、位、PWMPWM允許寄存器允許寄存器中的中的8 8位位PWME7PWME7PWME0PWME0以以及凍結(jié)模式信號控制。及凍結(jié)模式信號控制?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章

21、 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3.1 PWM7.3.1 PWM時鐘的產(chǎn)生時鐘的產(chǎn)生p當(dāng)當(dāng)MCUMCU處于凍結(jié)模式處于凍結(jié)模式( (凍凍結(jié)模式信號激活，結(jié)模式信號激活，F(xiàn)reeze Mode Signal=1)Freeze Mode Signal=1)時，如果凍結(jié)模式時，如果凍結(jié)模式PWMPWM停止位停止位PFRZ=1PFRZ=1，則禁止，則禁止總線時鐘輸入。總線時鐘輸入。p當(dāng)所有當(dāng)所有8 8個個PWMPWM通道被禁通道被禁止止(PWME7(PWME7PWME0=0)PWME0=0)時，時，也禁止總線時鐘輸入。也禁止總線時鐘輸入?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計

22、第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3.1 PWM7.3.1 PWM時鐘的產(chǎn)生時鐘的產(chǎn)生【預(yù)分頻【預(yù)分頻】p 【PWMPWM模塊時鐘源模塊時鐘源】Clock AClock A、Clock BClock B、Clock SAClock SA和和Clock Clock SBSB。p Clock AClock A和和Clock BClock B由預(yù)分頻由預(yù)分頻器對總線時鐘分頻得到。器對總線時鐘分頻得到。p Clock AClock A和和Clock BClock B的分頻因的分頻因子分別由子分別由PWMPWM預(yù)分頻時鐘選擇預(yù)分頻時鐘選擇寄存器寄存器PWMP

23、RCLKPWMPRCLK中的中的PCKA2PCKA2、PCKA1PCKA1、PCKA0PCKA0和和PCKB2PCKB2、PCKB1PCKB1、PCKB0PCKB0位確定，分頻位確定，分頻系數(shù)系數(shù)1 11/1281/128。PCKAECLKClockA2/ffPCKBECLKClockB2/ff基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3.1 PWM7.3.1 PWM時鐘的產(chǎn)生時鐘的產(chǎn)生【時鐘分頻【時鐘分頻】p 一個一個8 8位重裝載遞減計數(shù)位重裝載遞減計數(shù)器從分頻寄存器器從分頻寄存器(PWMSCLA)(PWMSCLA)裝入用

24、戶編程的分頻值，裝入用戶編程的分頻值，對對Clock AClock A再次分頻。再次分頻。p 當(dāng)遞減計數(shù)器等于當(dāng)遞減計數(shù)器等于1 1時，時，發(fā)生兩件事：發(fā)生兩件事：脈沖輸出脈沖輸出和和8 8位計數(shù)器重裝載位計數(shù)器重裝載。計數(shù)。計數(shù)器電路輸出信號進一步器電路輸出信號進一步2 2分頻，得到分頻，得到Clock SAClock SA，分，分頻比為頻比為2 2，4 4，6 6，8 8，512512。Clock SA = ClockA/(2 PWMSCLA)基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3 PWM7.3 PWM模塊的工作原模

25、塊的工作原理理7.3.1 PWM7.3.1 PWM時鐘的產(chǎn)生時鐘的產(chǎn)生【時鐘分頻【時鐘分頻】pClock BClock B由另一個重裝載由另一個重裝載計數(shù)器再次分頻，然后計數(shù)器再次分頻，然后再除以再除以2 2，得到，得到Clock SBClock SB，分頻比為分頻比為2 2，4 4，6 6，8 8，512512。p重裝載計數(shù)器的分頻比重裝載計數(shù)器的分頻比由由PWMPWM比例因子寄存器比例因子寄存器B B（PWMSCLBPWMSCLB）決定。）決定。Clock SB = Clock B/ (2 PWMSCLB)基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈

26、寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3 PWM7.3 PWM模塊的工作原模塊的工作原理理7.3.1 PWM7.3.1 PWM時鐘的產(chǎn)生時鐘的產(chǎn)生【時鐘選擇【時鐘選擇】p每個每個PWMPWM通道可以選擇兩通道可以選擇兩個時鐘之一，預(yù)分頻時個時鐘之一，預(yù)分頻時鐘鐘(Clock A(Clock A或或Clock B)Clock B)或分頻后的時鐘或分頻后的時鐘(Clock (Clock SASA或或Clock SB)Clock SB)。p用用PWMCLKPWMCLK寄存器中的寄存器中的PCLKxPCLKx控制位選擇時鐘?？刂莆贿x擇時鐘。通道通道0 0、1 1、4 4和和5 5，只，只能選擇時鐘能選擇時鐘Clo

27、ck AClock A或或Clock SAClock SA。通道通道2 2、3 3、6 6和和7 7，只能選擇時鐘只能選擇時鐘Clock Clock B B或或Clock SBClock SB?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3 PWM7.3 PWM模塊的工作原理模塊的工作原理7.3.2 PWM7.3.2 PWM通道定時器通道定時器pPWMPWM模塊的核心模塊的核心通道定時器。通道定時器?！径〞r器通道組成【定時器通道組成】1 1個通道計數(shù)器個通道計數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx1 1個周期寄存器個周期寄存器PWMP

28、ERxPWMPERx1 1個占空比寄存器個占空比寄存器PWMDTYxPWMDTYx（每個寄存器為（每個寄存器為8 8位）。位）。p波形輸出周期波形輸出周期由周期寄存器和通道計數(shù)器的數(shù)值協(xié)調(diào)控制。由周期寄存器和通道計數(shù)器的數(shù)值協(xié)調(diào)控制。p占空比占空比由占空比寄存器和通道計數(shù)器值協(xié)調(diào)控制。由占空比寄存器和通道計數(shù)器值協(xié)調(diào)控制。p用戶可以選擇波形輸出的用戶可以選擇波形輸出的對齊方式對齊方式和每個通道開始輸出的和每個通道開始輸出的極性極性?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3.2 PWM7.3.2 PWM通道定時器通道定時器【

29、PWMPWM的使能的使能】p 每個每個PWMPWM通道有通道有1 1個啟動個啟動波形輸出的使能位波形輸出的使能位PWMExPWMEx。當(dāng)當(dāng)PWMExPWMEx=0=0時，通道禁止，時，通道禁止，控制門關(guān)閉，通道計數(shù)器控制門關(guān)閉，通道計數(shù)器不計數(shù)；不計數(shù)；當(dāng)當(dāng)PWMExPWMEx=1=1時，控制門打時，控制門打開，允許時鐘送到開，允許時鐘送到PWMPWM電電路，同時，輸出多路轉(zhuǎn)換路，同時，輸出多路轉(zhuǎn)換器切換，立即使能相應(yīng)的器切換，立即使能相應(yīng)的PWMPWM輸出輸出。PWMPWM定時器通道框圖定時器通道框圖 基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制

30、模塊及其應(yīng)用實例p每個每個PWMPWM通道有一個極性控制位通道有一個極性控制位PPOLxPPOLx，用來選擇，用來選擇PWMPWM輸出觸發(fā)輸出觸發(fā)器器Q Q端輸出或端輸出或/Q/Q端輸出，決定波端輸出，決定波形周期開始時的電平。形周期開始時的電平。p當(dāng)極性選擇寄存器當(dāng)極性選擇寄存器PWMPOLPWMPOL中的中的極性選擇位極性選擇位PPOLxPPOLx=1=1時，時，PWMPWM波波形開始為高電平，占空比寄存形開始為高電平，占空比寄存器中的數(shù)值代表高電平的持續(xù)器中的數(shù)值代表高電平的持續(xù)時間。時間。p如果極性選擇位如果極性選擇位PPOLxPPOLx=0=0，開始，開始時輸出為低電平，占空比寄存時

31、輸出為低電平，占空比寄存器中的數(shù)值代表低電平的持續(xù)器中的數(shù)值代表低電平的持續(xù)時間。時間。PWMPWM定時器通道框圖定時器通道框圖 7.3.2 PWM7.3.2 PWM通道定時器通道定時器【PWMPWM的極性選擇的極性選擇】基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3.2 PWM7.3.2 PWM通道定時器通道定時器【PWMPWM周期和占空比周期和占空比】p每個每個PWMPWM通道的周期寄存器通道的周期寄存器PWMPERxPWMPERx和占空比寄存器和占空比寄存器PWMDTYxPWMDTYx都是雙緩沖的，當(dāng)改變都是雙緩沖的，當(dāng)改

32、變寄存器中的數(shù)值后，出現(xiàn)下列情況之一時才生效：寄存器中的數(shù)值后，出現(xiàn)下列情況之一時才生效：當(dāng)前有效周期結(jié)束；當(dāng)前有效周期結(jié)束；寫計數(shù)寄存器（計數(shù)器復(fù)位到寫計數(shù)寄存器（計數(shù)器復(fù)位到$00$00）；）；通道被禁止。通道被禁止。p【寫操作【寫操作】如果如果PWMPWM通道被禁止，寫周期寄存器和占空比寄存器時，數(shù)值將保存到對應(yīng)的鎖存通道被禁止，寫周期寄存器和占空比寄存器時，數(shù)值將保存到對應(yīng)的鎖存器和緩沖器中。器和緩沖器中。當(dāng)通道被禁止時，向周期寄存器寫當(dāng)通道被禁止時，向周期寄存器寫0 0，將導(dǎo)致下一個時鐘到來時刻計數(shù)器復(fù)位。，將導(dǎo)致下一個時鐘到來時刻計數(shù)器復(fù)位。通過向占空比寄存器或周期寄存器寫入新的數(shù)

33、值，然后寫計數(shù)器，可以通過向占空比寄存器或周期寄存器寫入新的數(shù)值，然后寫計數(shù)器，可以“立即立即”強制占空比或周期變化。因為這將迫使計數(shù)器復(fù)位，并且鎖存新的占空比或周期強制占空比或周期變化。因為這將迫使計數(shù)器復(fù)位，并且鎖存新的占空比或周期值。值?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3.2 PWM7.3.2 PWM通道定時器通道定時器【PWMPWM定時器的計數(shù)器定時器的計數(shù)器】每個每個PWMPWM通道有一個專用的通道有一個專用的8 8位加位加/ /減計數(shù)器減計數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx。PWMPWM通道使能后，通道使能

34、后，計數(shù)器計數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx按選定的時鐘源速率工作。按選定的時鐘源速率工作。當(dāng)當(dāng)PWMPWM通道計數(shù)器工作時，如果相應(yīng)的通道計數(shù)器工作時，如果相應(yīng)的PWMPWM通道被禁止（通道被禁止（PWMEx=0PWMEx=0），則），則計數(shù)器計數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx停止計數(shù)；停止計數(shù)；當(dāng)相應(yīng)的當(dāng)相應(yīng)的PWMPWM通道重新變?yōu)樵试S時（通道重新變?yōu)樵试S時（PWMExPWMEx=1=1），計數(shù)器從），計數(shù)器從PWMCNTxPWMCNTx寄存寄存器中的計數(shù)值開始，繼續(xù)計數(shù)，在上一次停止處繼續(xù)輸出波形。器中的計數(shù)值開始，繼續(xù)計數(shù)，在上一次停止處繼續(xù)輸出波形。p讀通道計數(shù)器讀通道計數(shù)器 在任

35、何時刻可以讀取每個通道計數(shù)器中的數(shù)值，不會影響計數(shù)器和在任何時刻可以讀取每個通道計數(shù)器中的數(shù)值，不會影響計數(shù)器和PWMPWM通通道的工作。道的工作?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3 PWM7.3 PWM模塊的工作原理模塊的工作原理7.3.2 PWM7.3.2 PWM通道定時器通道定時器【PWMPWM定時器的計數(shù)器定時器的計數(shù)器】p 寫通道計數(shù)器寫通道計數(shù)器 向計數(shù)器寫任何值都將使計數(shù)器復(fù)位到向計數(shù)器寫任何值都將使計數(shù)器復(fù)位到$00$00，并將計數(shù)器設(shè)置為遞增計數(shù)，并將計數(shù)器設(shè)置為遞增計數(shù)，同時，立即將緩沖器中的數(shù)值

36、裝入占空比寄存器和周期寄存器，然后根同時，立即將緩沖器中的數(shù)值裝入占空比寄存器和周期寄存器，然后根據(jù)極性選擇位改變輸出電平。據(jù)極性選擇位改變輸出電平?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3 PWM7.3 PWM模塊的工作原理模塊的工作原理7.3.3 PWM7.3.3 PWM輸出方式輸出方式p 【輸出類型選擇【輸出類型選擇】左對齊輸出左對齊輸出和和居中對齊輸出居中對齊輸出，由，由PWMPWM居中對居中對齊允許寄存器齊允許寄存器PWMCAEPWMCAE中的中的CAExCAEx位決定。位決定。根據(jù)選擇的輸出模式（左對齊或居中對

37、齊），根據(jù)選擇的輸出模式（左對齊或居中對齊），PWMPWM計數(shù)器與周計數(shù)器與周期寄存器的匹配情況不同：期寄存器的匹配情況不同：在在左對齊輸出模式左對齊輸出模式下，計數(shù)器從下，計數(shù)器從0 0開始遞增計數(shù)，直到等于開始遞增計數(shù)，直到等于PWMPWM周期寄存器的值，在有效周期結(jié)束時，計數(shù)器被清周期寄存器的值，在有效周期結(jié)束時，計數(shù)器被清0 0。在在居中對齊輸出模式居中對齊輸出模式下，計數(shù)器從下，計數(shù)器從0 0開始開始先遞增計數(shù)先遞增計數(shù)，當(dāng)?shù)扔?，?dāng)?shù)扔赑WMPWM周期寄存器的值后，周期寄存器的值后，再遞減計數(shù)再遞減計數(shù)，直至回到，直至回到0 0?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S

38、12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3.3 PWM7.3.3 PWM輸出方式輸出方式【左對齊輸出方式【左對齊輸出方式】p當(dāng)當(dāng)PWMPWM居中對齊允許寄存器居中對齊允許寄存器PWMCAEPWMCAE中的控制位中的控制位CAEx=0CAEx=0時，時，PWMPWM通道被設(shè)置成通道被設(shè)置成左對齊輸出方式。此時，左對齊輸出方式。此時，8 8位計數(shù)器位計數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx只能被設(shè)置成只能被設(shè)置成循環(huán)遞增計數(shù)循環(huán)遞增計數(shù)。p 當(dāng)當(dāng)CAEX=0CAEX=0時，產(chǎn)生三個動作：時，產(chǎn)生三個動作：（1 1）復(fù)位計數(shù)器前的）復(fù)位計數(shù)器前的T T觸發(fā)器，使其觸發(fā)器，使其輸出輸出Q=0

39、Q=0，計數(shù)器，計數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx設(shè)置成遞增計設(shè)置成遞增計數(shù)；數(shù)；（2 2）通過一個與門使計數(shù)器前的觸）通過一個與門使計數(shù)器前的觸發(fā)器的發(fā)器的T T端置端置0 0，使，使Q Q端電平保持不變；端電平保持不變；（3 3）打開上面的與門，這樣，當(dāng)?shù)剑┐蜷_上面的與門，這樣，當(dāng)?shù)竭_一個周期的計數(shù)終點時，允許周期比達一個周期的計數(shù)終點時，允許周期比較器復(fù)位計數(shù)器較器復(fù)位計數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx和輸出和輸出T T觸發(fā)器。觸發(fā)器。 基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3.3 PWM7.3.3 PWM輸出方式輸

40、出方式【左對齊輸出方式【左對齊輸出方式】PWMEx=1PWMEx=1時，產(chǎn)生兩個動作：時，產(chǎn)生兩個動作：（1 1）將控制門打開，允許時鐘輸入；（將控制門打開，允許時鐘輸入；（2 2）切換輸出多路轉(zhuǎn)換器，關(guān)閉切換輸出多路轉(zhuǎn)換器，關(guān)閉P P口的通用口的通用I/OI/O功能，允許功能，允許PWMPWM脈沖輸出。脈沖輸出。p 輸出波形的初始電平由輸出波形的初始電平由PWMPWM極性寄存器極性寄存器PWMPOLPWMPOL中的極中的極性選擇位性選擇位PPOLxPPOLx定義，決定定義，決定波形由輸出波形由輸出T T觸發(fā)器的觸發(fā)器的Q Q端端輸出或輸出或/Q/Q端輸出。端輸出。p PWMPWM啟動后，計數(shù)

41、器啟動后，計數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx從從0 0開始遞增計數(shù)，開始遞增計數(shù)，開始一個輸出周期。開始一個輸出周期?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3.3 PWM7.3.3 PWM輸出方式輸出方式【左對齊輸出方式【左對齊輸出方式】p當(dāng)計數(shù)值等于占空比寄存器當(dāng)計數(shù)值等于占空比寄存器PWMDTYxPWMDTYx中的設(shè)定值時，占空比比較器輸出中的設(shè)定值時，占空比比較器輸出高電平，使輸出高電平，使輸出T T觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，PWMPWM波形改變狀態(tài)。此時，波形改變狀態(tài)。此時，PWMCNTxPWMCNTx繼續(xù)繼續(xù)計數(shù)。

42、計數(shù)。 p當(dāng)計數(shù)值等于周期寄存器當(dāng)計數(shù)值等于周期寄存器PWMPERxPWMPERx中中的設(shè)定值時，周期比較器輸出高電的設(shè)定值時，周期比較器輸出高電平，上面的與門輸出為高電平，計平，上面的與門輸出為高電平，計數(shù)器數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx和輸出和輸出T T觸發(fā)器復(fù)零，觸發(fā)器復(fù)零，PWMPWM波形再次變化。同時，占空比寄波形再次變化。同時，占空比寄存器存器PWMDTYxPWMDTYx和周期計數(shù)器和周期計數(shù)器PWMPERxPWMPERx均復(fù)零，結(jié)束一個輸出周期。均復(fù)零，結(jié)束一個輸出周期。 基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例

43、【左對齊輸出方式【左對齊輸出方式】p然后，從相應(yīng)的緩沖器重新裝載周期然后，從相應(yīng)的緩沖器重新裝載周期寄存器和占空比寄存器的設(shè)定值，寄存器和占空比寄存器的設(shè)定值，PWMCNTxPWMCNTx重新開始計數(shù)，開始一個新重新開始計數(shù)，開始一個新的輸出周期。的輸出周期?！就ǖ垒敵鲱l率【通道輸出頻率】vPWMPWMX X頻率時鐘頻率時鐘(A(A、B B、SASA或或 SB)/PWMPERSB)/PWMPERX X【PWMPWMX X占空比占空比】高電平時間占周期的百高電平時間占周期的百分比分比v極性極性0(PPOLx=0)0(PPOLx=0)時，時，v極性極性=1(PPOLx=1)=1(PPOLx=1)時

44、，時， 100%PWMPERPWMDTYPWMPER占空比XXX100%PWMPERPWMDTY占空比XX基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3 PWM7.3 PWM模塊的工作原理模塊的工作原理7.3.3 PWM7.3.3 PWM輸出方式輸出方式【居中對齊輸出【居中對齊輸出】當(dāng)當(dāng)PWMPWM居中對齊允許寄存器居中對齊允許寄存器PWMCAEPWMCAE中的控制位中的控制位CAEx=1CAEx=1時，時，PWMPWM通道被設(shè)置為居中對齊輸出方式。通道被設(shè)置為居中對齊輸出方式。在這種模式下，在這種模式下，8 8位計數(shù)器位計數(shù)器

45、PWMCNTxPWMCNTx是是雙向計數(shù)器雙向計數(shù)器，既做加法，既做加法計數(shù)，也做減法計數(shù)。計數(shù)，也做減法計數(shù)。只要計數(shù)器的值等于只要計數(shù)器的值等于$00$00，便設(shè)置，便設(shè)置PWMCNTxPWMCNTx為為遞增計數(shù)遞增計數(shù)。基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3.3 PWM7.3.3 PWM輸出方式輸出方式【居中對齊輸出【居中對齊輸出】p當(dāng)當(dāng)CAEx=1CAEx=1時，產(chǎn)生兩個動作：時，產(chǎn)生兩個動作：打開計數(shù)器前打開計數(shù)器前T T觸發(fā)器觸發(fā)器T T端相連的端相連的與門，當(dāng)計數(shù)值等于周期寄存器與門，當(dāng)計數(shù)值等于周期寄存器

46、PWMPERxPWMPERx中的設(shè)定值時，允許周期中的設(shè)定值時，允許周期比較器輸出的高電平使觸發(fā)器翻比較器輸出的高電平使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，改變計數(shù)器的計數(shù)方向；轉(zhuǎn)，改變計數(shù)器的計數(shù)方向；關(guān)閉上面的與門，當(dāng)計數(shù)值等于關(guān)閉上面的與門，當(dāng)計數(shù)值等于周期寄存器周期寄存器PWMPERxPWMPERx中的設(shè)定值時，中的設(shè)定值時，禁止周期比較器復(fù)位計數(shù)器禁止周期比較器復(fù)位計數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx和輸出和輸出T T觸發(fā)器，以便計觸發(fā)器，以便計數(shù)器變?yōu)檫f增計數(shù)時，仍保持原數(shù)器變?yōu)檫f增計數(shù)時，仍保持原來的輸出電平。來的輸出電平?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例

47、脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3.3 PWM7.3.3 PWM輸出方式輸出方式【居中對齊輸出【居中對齊輸出】p當(dāng)控制位當(dāng)控制位PWMEx=1PWMEx=1時，控制門被時，控制門被打開，允許時鐘輸入。同時，輸打開，允許時鐘輸入。同時，輸出多路轉(zhuǎn)換器允許出多路轉(zhuǎn)換器允許PWMPWM脈沖輸出，脈沖輸出，關(guān)閉關(guān)閉P P口的通用口的通用I/OI/O功能。功能。p極性選擇位極性選擇位PPOLxPPOLx控制多路轉(zhuǎn)換控制多路轉(zhuǎn)換器切換，使波形由輸出器切換，使波形由輸出T T觸發(fā)器觸發(fā)器的的Q Q端或端或/Q/Q端輸出，定義輸出波端輸出，定義輸出波形的初始電平。形的初始電平。pPWMPWM啟動后，計數(shù)器啟動后，

48、計數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx從從0 0遞增計數(shù)，開始一個輸出周期。遞增計數(shù)，開始一個輸出周期。基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3.3 PWM7.3.3 PWM輸出方式輸出方式【居中對齊輸出【居中對齊輸出】p當(dāng)計數(shù)值等于占空比寄存器當(dāng)計數(shù)值等于占空比寄存器PWMDTYxPWMDTYx中的設(shè)定值時，占空比比較器輸出高中的設(shè)定值時，占空比比較器輸出高電平，使輸出電平，使輸出T T觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，PWMPWM波形波形改變狀態(tài)。此時，改變狀態(tài)。此時，PWMCNTxPWMCNTx繼續(xù)計數(shù)。繼續(xù)計數(shù)。p當(dāng)計數(shù)值等于周

49、期寄存器當(dāng)計數(shù)值等于周期寄存器PWMPERxPWMPERx中的設(shè)中的設(shè)定值時，周期比較器輸出高電平，計數(shù)器定值時，周期比較器輸出高電平，計數(shù)器前前T T觸發(fā)器觸發(fā)器T T端輸入為端輸入為1 1，則觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，則觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，計數(shù)器計數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx改變方向，從遞增計數(shù)變改變方向，從遞增計數(shù)變?yōu)檫f減計數(shù)。為遞減計數(shù)。p由于此時由于此時CAEx=1CAEx=1，上面的與門輸出仍為低，上面的與門輸出仍為低電平，禁止周期比較器復(fù)位計數(shù)器電平，禁止周期比較器復(fù)位計數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx和輸出和輸出T T觸發(fā)器，輸出觸發(fā)器，輸出T T觸發(fā)器仍觸發(fā)器仍保持原來的輸出電平。保持原來的輸

50、出電平。 基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3.3 PWM7.3.3 PWM輸出方式輸出方式【居中對齊輸出【居中對齊輸出】p當(dāng)計數(shù)值遞減到等于占空比寄存器當(dāng)計數(shù)值遞減到等于占空比寄存器PWMDTYxPWMDTYx中的設(shè)定值時，占空比比較中的設(shè)定值時，占空比比較器又一次輸出高電平，輸出觸發(fā)器再器又一次輸出高電平，輸出觸發(fā)器再次翻轉(zhuǎn)，次翻轉(zhuǎn)，PWMPWM輸出也改變狀態(tài)。此時，輸出也改變狀態(tài)。此時，PWMCNTxPWMCNTx仍然繼續(xù)計數(shù)。仍然繼續(xù)計數(shù)。p當(dāng)計數(shù)值遞減到當(dāng)計數(shù)值遞減到0 0時，結(jié)束一個輸出時，結(jié)束一個輸出周期

51、。同時，計數(shù)器周期。同時，計數(shù)器PWMCNTxPWMCNTx、占空、占空比寄存器比寄存器PWMDTYxPWMDTYx和周期寄存器和周期寄存器PWMPERxPWMPERx均復(fù)位，計數(shù)器方向從遞減均復(fù)位，計數(shù)器方向從遞減計數(shù)變回到遞增計數(shù)。隨后，從相應(yīng)計數(shù)變回到遞增計數(shù)。隨后，從相應(yīng)的緩沖器裝載周期寄存器和占空比寄的緩沖器裝載周期寄存器和占空比寄存器，存器，PWMCNTxPWMCNTx重新開始計數(shù)，開始重新開始計數(shù)，開始一個新的輸出周期。一個新的輸出周期。基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3.3 PWM7.3.3 PWM輸

52、出方式輸出方式【居中對齊輸出【居中對齊輸出】p居中對齊輸出模式下，計數(shù)器從居中對齊輸出模式下，計數(shù)器從0 0遞增計數(shù)到周期寄存器中的值，然后遞減計數(shù)到遞增計數(shù)到周期寄存器中的值，然后遞減計數(shù)到0 0。p【有效周期【有效周期】2 2 PWMPERxPWMPERxp【通道輸出頻率【通道輸出頻率】PWMxPWMx頻率時鐘頻率時鐘(A(A、B B、SASA或或 SB)/(2SB)/(2 PWMPERx)PWMPERx)p【PWMxPWMx占空比占空比】高電平時間占周期的百分比高電平時間占周期的百分比p極性極性0 (PPOLx0 (PPOLx=0)=0)時，時，p極性極性=1(PPOLx=1)=1(PP

53、OLx=1)時，時，【注意【注意】當(dāng)通道正在運行時當(dāng)通道正在運行時, ,將將PWMPWM的輸出模式從左對齊輸出模式改為居中對齊輸?shù)妮敵瞿Ｊ綇淖髮R輸出模式改為居中對齊輸出模式，可能使出模式，可能使PWMPWM輸出不規(guī)則，反之亦然。輸出不規(guī)則，反之亦然?！窘ㄗh【建議】在在PWMPWM通道使能前，編程輸出模式。通道使能前，編程輸出模式。100%PWMPERPWMDTYPWMPER占空比XXX100%PWMPERPWMDTY占空比XX基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3.4 7.3.4 通道級聯(lián)通道級聯(lián)p S12S12單片機

54、允許將單片機允許將2 2個個8 8位位PWMPWM通道級聯(lián)構(gòu)成通道級聯(lián)構(gòu)成1 1個個1616位位PWMPWM通道，以獲得更高的通道，以獲得更高的PWMPWM輸出精度。輸出精度。p 8 8個通道個通道分為分為4 4組組，分別為：，分別為：PWM0PWM0和和PWM1PWM1、PWM2PWM2和和PWM3PWM3、PWM4PWM4和和PWM5PWM5、PWM6PWM6和和PWM7PWM7。【通道級聯(lián)控制【通道級聯(lián)控制】p 通道級聯(lián)由通道級聯(lián)由PWMPWM控制寄存器控制寄存器PWMCTLPWMCTL中的中的4 4個控制個控制位位CONxyCONxy選擇，其中選擇，其中x=0 x=0、2 2、4 4、

55、6 6，y=1y=1、3 3、5 5、7 7。p 【注意【注意】如果需要級聯(lián)的兩個通道中任意一個如果需要級聯(lián)的兩個通道中任意一個正在工作，必須先禁止其工作，然后再級聯(lián)。正在工作，必須先禁止其工作，然后再級聯(lián)。只有當(dāng)兩個相應(yīng)的通道都禁止時，才能改變這只有當(dāng)兩個相應(yīng)的通道都禁止時，才能改變這些控制位。些控制位?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3.4 7.3.4 通道級聯(lián)通道級聯(lián)【級聯(lián)后的寄存器和計數(shù)器【級聯(lián)后的寄存器和計數(shù)器】p2 2個通道的占空比寄存器、周期寄存?zhèn)€通道的占空比寄存器、周期寄存器和計數(shù)器均連接成器和計數(shù)器

56、均連接成1616位的寄存器，位的寄存器，通道通道1 1、3 3、5 5、7 7的寄存器作為低位字的寄存器作為低位字節(jié)，通道節(jié)，通道0 0、2 2、4 4、6 6的寄存器作為高的寄存器作為高位字節(jié)。位字節(jié)。p在級聯(lián)模式下，按在級聯(lián)模式下，按1616位方式寫位方式寫1616位計位計數(shù)器或者單獨寫計數(shù)器的低位或高位數(shù)器或者單獨寫計數(shù)器的低位或高位字節(jié)都將使字節(jié)都將使1616位計數(shù)器復(fù)位。位計數(shù)器復(fù)位。p為了保持數(shù)據(jù)的一致性，讀為了保持數(shù)據(jù)的一致性，讀1616位計數(shù)位計數(shù)器必須按器必須按1616位方式訪問。位方式訪問?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈

57、寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3.4 7.3.4 通道級聯(lián)通道級聯(lián)【級聯(lián)后的輸出引腳【級聯(lián)后的輸出引腳】p級聯(lián)后的級聯(lián)后的1616位通道輸出分別使位通道輸出分別使用低用低8 8位通道（通道位通道（通道1 1、3 3、5 5、7 7）的引腳，高的引腳，高8 8位通道（通道位通道（通道0 0、2 2、4 4、6 6）的引腳變成通用）的引腳變成通用I/OI/O引腳。引腳?！炯壜?lián)后的時鐘源【級聯(lián)后的時鐘源】p4 4個個1616位通道的時鐘源分別由低位通道的時鐘源分別由低8 8位通道（通道位通道（通道1 1、3 3、5 5、7 7）的）的時鐘選擇控制位決定，高時鐘選擇控制位決定，高8 8位通位通道（通道道（

58、通道0 0、2 2、4 4、6 6）的時鐘）的時鐘選擇沒有意義。選擇沒有意義?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3 PWM7.3 PWM模塊的工作原理模塊的工作原理7.3.4 7.3.4 通道級聯(lián)通道級聯(lián)【級聯(lián)后的使能控制【級聯(lián)后的使能控制】p 一旦一旦PWMPWM控制寄存器控制寄存器PWMCTLPWMCTL中的控制位中的控制位CONxy=1CONxy=1，允許級聯(lián)模式，則相應(yīng)的，允許級聯(lián)模式，則相應(yīng)的1616位位PWMPWM通道允許或禁止由低通道允許或禁止由低8 8位通道（通道位通道（通道1 1、3 3、5 5、7

59、7）的）的PWMExPWMEx位控制。在這種情位控制。在這種情況下，高位字節(jié)通道（通道況下，高位字節(jié)通道（通道0 0、2 2、4 4、6 6）的）的PWMExPWMEx位無效，且相應(yīng)的位無效，且相應(yīng)的PWMPWM輸出被禁輸出被禁止。止?！炯壜?lián)后的極性選擇【級聯(lián)后的極性選擇】p 級聯(lián)后級聯(lián)后PWMPWM輸出的極性由相應(yīng)的低輸出的極性由相應(yīng)的低8 8位通道（通道位通道（通道1 1、3 3、5 5、7 7）的）的PPOLxPPOLx位控制。位控制。【級聯(lián)后的輸出對齊模式【級聯(lián)后的輸出對齊模式】p 級聯(lián)模式下的左對齊輸出和居中對齊輸出模式，由低位字節(jié)通道（通道級聯(lián)模式下的左對齊輸出和居中對齊輸出模式，

60、由低位字節(jié)通道（通道1 1、3 3、5 5、7 7）的）的CAExCAEx位控制，高位字節(jié)通道（通道位控制，高位字節(jié)通道（通道0 0、2 2、4 4、6 6）的）的CAExCAEx位無效。位無效?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計第第7 7章章 S12S12脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實例7.3.4 7.3.4 通道級聯(lián)通道級聯(lián)p 級聯(lián)模式下控制寄存器設(shè)置級聯(lián)模式下控制寄存器設(shè)置 CONXXPWMEXPPOLXPCLKXCAEXPWMX輸出輸出CON67PWME7PPOL7PCLK7CAE7PWM7CON45PWME5PPOL5PCLK5CAE5PWM5CON23PWME3PPOL