006-TMS320F28335 DSP外设详解：ePWM的配置与应用

        TMS320F28335（简称28335）作为一款高性能DSP，其ePWM（增强型脉宽调制模块）是其核心外设之一，广泛用于电机控制和电源管理等领域。本文将深入讲解ePWM的功能、配置方法及应用实例，助力开发者快速上手。

一、ePWM功能概述

ePWM模块具备以下关键特性：

• 高精度输出：支持150ps的高分辨率脉冲输出，适用于对控制精度要求极高的应用场景。

• 多通道独立控制：支持多达6个独立的ePWM通道，可同时控制多个负载或电机相。

• 可编程死区控制：内置可编程死区时间控制功能，用于防止功率器件的直通短路。

• 同步功能：支持多个ePWM模块之间的同步，实现多相电机的精确控制。

• 故障保护机制：支持故障输入，可在紧急情况下快速关闭PWM输出，保护系统安全。

二、ePWM寄存器配置

ePWM的配置主要通过以下寄存器实现：

（一）TBPRD寄存器（计数器周期寄存器）

• 功能：设置ePWM计数器的周期值。

• 配置方法：根据所需的PWM频率，计算并设置TBPRD寄存器的值。例如，要产生20kHz的PWM信号，TBPRD的值可设置为系统时钟频率除以20kHz再减1。

（二）CMPA寄存器（比较寄存器A）

• 功能：设置PWM信号的占空比。

• 配置方法：根据所需的占空比，计算并设置CMPA寄存器的值。例如，要实现50%的占空比，CMPA的值可设置为TBPRD值的一半。

（三）TBCTL寄存器（计数器控制寄存器）

• 功能：配置计数器的工作模式，如向上计数、向下计数或上下计数模式。

• 配置方法：

  • TBCTL.bit.CTRMODE：设置为0表示向上计数模式，设置为1表示向下计数模式，设置为2表示上下计数模式。

  • TBCTL.bit.CTRRST：用于重置计数器。

（四）CMPCTL寄存器（比较控制寄存器）

• 功能：配置比较模块的行为。

• 配置方法：通过设置CMPCTL寄存器的相应位来选择比较模式，如设置为0表示在计数器达到CMPA时输出高电平。

（五）ACTRA寄存器（动作资格寄存器A）

• 功能：配置比较事件触发后的输出动作。

• 配置方法：例如，设置ACTRA寄存器的相应位，使能在计数器达到CMPA时输出高电平。

（六）DBCTL寄存器（死区控制寄存器）

• 功能：设置死区时间，防止功率器件的直通短路。

• 配置方法：根据系统要求，设置DBCTL寄存器的相应位来选择死区时间。

三、ePWM应用实例

（一）电机控制

通过配置ePWM模块生成精确的PWM信号，控制电机的转速和方向。

1. 硬件连接

将ePWM输出引脚连接到电机驱动模块的输入端。

2. 代码实现

#include "DSP28x_Project.h"

void EPWM_Init(void);
void SetPWMFrequency(Uint16 frequency);
void SetPWMDutyCycle(Uint16 dutyCycle);

int main(void)
{
    // 系统初始化
    InitSysCtrl();

    // ePWM初始化
    EPWM_Init();

    // 主循环
    while(1)
    {
        // 设置PWM频率为20kHz
        SetPWMFrequency(20000);
        // 设置PWM占空比为50%
        SetPWMDutyCycle(50);
    }
}

void EPWM_Init(void)
{
    // 配置ePWM模块
    EPwm1Regs.TBPRD = 1000; // 设置周期寄存器
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.CTRMODE = 0; // 设置为向上计数模式
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.HSPCLKDIV = 0; // 设置时钟分频为1
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.CLKDIV = 0; // 设置时钟分频为1

    // 配置比较寄存器
    EPwm1Regs.CMPA.bit.CMPA = 500; // 设置占空比为50%

    // 配置动作资格寄存器
    EPwm1Regs.ACTRA.bit.CTR_CMPA_CLR = 0; // 设置在计数器达到CMPA时输出高电平
    EPwm1Regs.ACTRA.bit.CTR_CMPA_SET = 1;

    // 配置死区控制寄存器
    EPwm1Regs.DBCTL.bit.DBFED = 150; // 设置死区时间为150ns
    EPwm1Regs.DBCTL.bit.DBRIS = 1; // 使能死区功能

    // 启动ePWM模块
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.CTRMODE = 0; // 设置为向上计数模式
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.SYNCOSEL = 3; // 选择同步源
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.FREE_SOFT = 0; // 设置为自由运行模式

    // 使能ePWM输出
    EPwm1Regs.OUTCTL.bit.OUTMOD = 3; // 设置为连续输出模式
}

void SetPWMFrequency(Uint16 frequency)
{
    // 计算周期寄存器值
    Uint16 tbprd = SysCtrlRegs.PLLFREQ.bit.PLLCLK / frequency / 2 - 1;
    EPwm1Regs.TBPRD = tbprd;
}

void SetPWMDutyCycle(Uint16 dutyCycle)
{
    // 计算比较寄存器值
    Uint16 cmpa = dutyCycle * EPwm1Regs.TBPRD / 100;
    EPwm1Regs.CMPA.bit.CMPA = cmpa;
}

• HSPCLKDIV（High-Speed Pre-counter Clock Divide）：这个位字段用于设置ePWM模块的时钟预分频。它影响的是输入到计数器的时钟频率。设置为0表示不分频，即使用原始时钟频率。

• CLKDIV（Counter Clock Divide）：这个位字段用于设置ePWM计数器的时钟分频。它进一步调整进入计数器的时钟频率。设置为0同样表示不分频。

通过组合使用HSPCLKDIV和CLKDIV，可以灵活调整ePWM模块的时钟频率，从而实现不同的PWM频率和分辨率要求。

四、总结

        ePWM模块作为28335中重要的外设模块，提供了高精度的脉宽调制功能，适用于多种电机控制和电源管理场景。通过合理配置其寄存器，可实现精确的PWM信号生成。掌握ePWM的使用，对于开发高性能嵌入式应用具有重要意义。希望本文能帮助你更好地理解和运用28335的ePWM外设。