《Freescale Coldfire 32位 MCU PWM脉宽调制》.pdf

Freescale Coldfire 32bits MCU PWM脉宽调制 东北大学 李晶皎教授王飞 • 1. PWM概述 • 2. MCF52234的PWM模块功能和设置方法 • 3. PWM模块编程实例 – 简易电子琴的设计与实现 1 1. PWM概述 • PWM (Pulse Width Modulation)又称脉宽调制。PWM产生一个在高 电平和低电平之间重复交替的输出信号，这个信号称为PWM信号， 也叫脉宽调制波。 • PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法，通过高分辨率计 数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平 进行编码。PWM信号是数字的，在给定的任何时刻，满幅值的直流 供电要么完全有，要么完全无。电压或电流源是以一种通或断的重 复脉冲序列被加到模拟负载上去的。只要带宽足够，任何模拟值都 可以使用PWM进行编码。 • PWM控制技术主要有：正弦PWM(包括以电压、电流或磁通的正弦 为目标的各种PWM方案)、优化PWM及随机PWM。从实现方法上来 看，有模拟式和数字式两种。数字式中又包括硬件、软件或查表等 几种实现方式。 • 微控制器产生PWM波形的方法属于数字式，主要有两种： 软件输出比较和PWM硬件模块。利用输出比较功能可以 通过软件设定输出任意脉冲，但会占用CPU资源，而且 不易产生精确的脉冲序列。 • Freescale 公司生产的很多微控制器中集成了PWM模块 专门用于输出PWM波，使用时不影响运行计数器，也极 少占用CPU资源。产生的PWM波是一种可用程序来控 制波形的周期、占空比及极性的波形。它在电机控制、 音频输出、D/A变换等场合有着广泛的应用。 2 • 相关概念 周期：PWM信号的周期。  占空比：信号处于高电平的时间占整个信号周期的百分比。 脉冲宽度：脉冲处于高电平的时间。 极性：PWM波形起始电平的极性。 对齐方式：有左对齐和中心对齐两种方式。 图中：周期= Tpreiod 脉冲宽度= T on 占空比= 高电平时间/ 周期= T / T on preiod 极性为初始输出高电平 对齐方式为左对齐  不同占空比的PWM波： PWM 时钟 25% 的占空比 PWM 时钟 50%的占空比 PWM 时钟 75% 的占空比 3  不同极性的PWM波：  不同对齐方式的PWM波： 2. MCF52234的PWM模块功能和设置方法 • 特点 – 8个独立的PWM模块，8通道8位和4通道16位两种运 行方式； – 每个PWM通道具有专用计数器； – 4个可编程的时钟源(A,B,SA,SB)； – 脉冲输出极性可选； – 周期和占空比双缓冲； – 可编程占空比和控制周期8位寄存器； – 左对齐或中心对齐的输出方式； – 具有中断特性的紧急关闭功能。 4 • MCF52234 PWM模块框图 内部总线时钟