十脉波宽度调变(PulseWidthModulation).docVIP

第十一章 脈波寬度調變(Pulse Width Modulation) 簡介 脈波寬度調變（Pulse Width Modulation，(PWM)）基本的控制原理是根據輸入信號的大小，調整輸出脈波的寬度，而此脈波的頻率為固定。 如圖11-1(a)所示是一個正弦波的正半週波形，若取樣點如圖11-1(a) 所示，根據取樣值的大小，來決定脈波的寬度。因此就可以得到如圖11-1(b)所示的脈衝列。 圖11-1：PWM基本控制原理 PWM的輸出時序如圖11-2所示。PWM輸出有兩個名詞需要注意到：Period和Duty Cycle。當PWM輸出由此次變High到下一次變High的時間稱為Period；而PWM輸出保持在High(1)的時間除以Period，稱呼它為PWM的Duty Cycle。 圖11-2：PWM輸出時序圖 ET44M210的PWM ET44M210微控制器提供兩組16位元解析度的PWM輸出。PWM0是連接到PORT A的Bit 7，PWM1是連接到PORT C的Bit 5。 因為ET44M210微控制器的PWM輸出是16位元的解析度，因此Duty Cycle是由2個暫存器所決定：Duty Cycle High Byte(DT0H；DT1H)和Duty Cycle Low Byte(DT0L；DT1L)。DT0H：DT0L是針對PWM0所設定的暫存器；DT1H：DT1L是針對PWM1所設定的暫存器，統稱為DTX。 另外ET44M210也定義了一組16位元的Duty Cycle Latch暫存器，Duty Cycle Latch暫存器是由2個暫存器所決定：Duty Cycle Latch High Byte(DL0H；DL1H)和Duty Cycle Latch Low Byte(DL0L；DL1L)。DL0H：DL0L是針對PWM0所設定的暫存器；DL1H：DL1L是針對PWM1所設定的暫存器，統稱為DLX。Duty Cycle Latch暫存器是唯讀的暫存器。 PWM的Period也是由2個暫存器所決定：Period High Byte(PRD0H；PRD1H)和Period Low Byte(PRD0L；PRD1L)。PRD0H：PRD0L是針對PWM0所設定的暫存器；PRD1H：PRD1L是針對PWM1所設定的暫存器，統稱為PRDX。 在ET44M210內部有2個與PWM有關的16位元計數器：TMR0和TMR1。TMR0是針對PWM0所設定的計數器；TMR1是針對PWM1所設定的計數器，統稱為TMRX。 當PWM啟動之後，System Clock就會送到TMRX開始上數，此時會將PWM輸出接腳設為1，在此同時會分別與DLX與PRDX做比較；當TMRX的值等於DLX的值時，PWM輸出接腳會設為0。當TMRX的值等於PRDX的值時，會將PWM輸出接腳設為1，並且將TMRX清除為0，同時PWM的中斷旗標也會設為1。當TMRX被清除為0的同時，會將DTX的值Latch在DLX內。 Note：當要改變Period時必須先將PWM的功能Disable。 Duty Cycle的計算公式入下所示： Duty Cycle＝（DTX＋1）×（2∕FSCO） FSCO＝System Clock Period的計算公式入下所示： Period＝（PRDX＋2）×（2∕FSCO） FSCO＝System Clock 如圖11-3所示為PWM的功能方塊圖。 圖11-3：PWM功能方塊圖 與PWM相關的暫存器 中斷旗標暫存器(Interrupt Flag Register) – INTF (0x11) 7 6 5 4 3 2 1 0 ADIF RBFIF PWM1IF PWM0IF EINT1F EINT0F TCCOF FRCOF Bit 4 ~ Bit 5 (PWM0IF PWM1IF): PWM中斷旗標： 當TMRX等於PRDX時，中斷條件成立，此位元設為1。以軟體指令清除。 PWM Duty Cycle暫存器(PWM Duty) – DT0L (0x21)/DT0H (0x22) DT1L (0x27)/DT1H (0x28) DT0L 7 6 5 4 3 2 1 0 DT07 DT06 DT05 DT04 DT03 DT02 DT01 DT00 DT0H 7 6 5 4 3 2 1 0 DT0F DT0E DT0D DT0C DT0B DT0A DT09 DT08 DT1L 7 6 5 4 3 2 1 0 DT17 DT16 DT15 DT14 DT13 DT12 DT11 DT10 DT1H 7 6 5 4 3 2