脉宽调制模块及其应用实例ppt培训课件

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1、基于HCS12的嵌入式系统设计合肥工业大学吴晔，张阳，滕勤第7章S12脉宽调制模块及其应用实例本章内容7.1PWM模块概述7.2PWM模块结构和特点7.3PWM模块工作原理7.4PWM模块寄存器及设置7.5PWM模块基础应用实例7.6智能车系统中PWM模块的应用7.1PWM模块概述脉冲宽度调制（PulseWidthModulate，PWM）——通过软件编程来调节波形的占空比和周期，以产生精确的输出脉冲序列。7.1.1PWM信号的产生方法利用单片机实现PWM波主要有3种方法：利用软件延时通过指令构成程序循环，在不同的循环结束时，改变I/O口的电平。这种方法极大地占

2、用了CPU资源，而且不易产生精确的脉冲序列。利用输出比较功能通过软件编程，任意设定高、低电平的时间常数，输出PWM脉冲信号，这种方法在一定程度上占用了CPU的时间。利用内置的PWM模块单片机内部集成的PWM模块专门用于输出PWM信号，使用时基本上不占用CPU资源。7.1PWM模块概述7.1.2PWM模块的用途微控制器的PWM模块被广泛应用于工业控制和消费类机电产品。【D/A转换】【开关量控制】【变频调速】变频器、变频空调、节能冰箱等。【平均电流或电压控制】直流电动机调速灯光亮度调节比例电磁阀控制——电喷汽油机的怠速控制阀、EGR阀、VVT机构机油压力控制阀，高压

3、共轨柴油机的PCR阀、VNT增压压力调节阀等。直流伺服电动机控制——航模或智能小车的舵机控制，发动机节气门调节，无人机机翼调节，无人自动驾驶汽车的方向盘控制等。【控制命令字编码】无线遥控车的控制，通信编码，电视机、空调的遥控部分。7.2PWM模块结构和特点MC9S12DG128单片机的PWM模块与端口P共享引脚。当PWM功能激活后，P口对应引脚的通用I/O功能自动关闭。当某个引脚的PWM功能未启用时，可用作通用I/O口。【特点】工作频率高，占空比的可调范围宽、分辨率高。当振荡器频率为16MHz时，PWM模块的最高时钟频率可达25MHz，占空比调节范围0～100%

4、，最高分辩能力达0.15%。7.2PWM模块结构和特点7.2.1PWM模块功能【组成】时钟源、预分频器、时钟选择开关、分频器和时钟控制电路、PWM通道、使能控制、极性选择、对齐方式选择以及对应的输出引脚。7.2PWM模块结构和特点7.2.1PWM模块功能PWM模块具有8路8位独立PWM通道，通过相应设置也可以变为4个16位PWM通道。每个PWM通道由独立运行的8位双向脉冲计数器PWMCNT、周期比较寄存器PWMPER和占空比比较寄存器PWMDTY等组成。7.2PWM模块结构和特点7.2.1PWM模块功能【设置】由周期寄存器和占空比寄存器确定PWM波形的输出周期和

5、占空比。由极性寄存器PWMPOL选择PWM输出波形的极性。由对齐方式选择寄存器PWMCAE选择PWM输出波形的对齐方式。【复位】复位后8位加/减脉冲计数器被设置为递增计数，所有通道禁止，即所有计数器不计数。【紧急关闭】PWM通道7除了可以用于波形输出外，还作为紧急关闭功能的输入。【中断】PWM模块只有一个中断源，在紧急关闭时产生。当PWM关闭寄存器PWMSDN中的中断允许位PWMIE置位，且紧急关闭允许（PWMSDN中的控制位PWM7ENA=1）时，只要PWM7通道出现规定的紧急关闭有效电平（由PWM7IL位决定低电平或高电平），中断标志PWMIF便置位，向CP

6、U提出中断请求。7.2PWM模块结构和特点7.2.2PWM模块基本特征具有可编程周期和占空比的8个独立PWM通道；每个PWM通道具有独立的计数器；每个通道可编程允许/禁止PWM功能；每个通道可软件选择PWM脉冲极性；具有双缓冲的周期和占空比寄存器，当到达有效周期终点（PWM到达0）或通道禁止时，修改值生效；每个通道可编程中心对齐或左对齐输出；8个8位通道或4个16位通道PWM分辨率；4个时钟源（A、B、SA和SB）提供宽频带频率；可编程的时钟选择逻辑；紧急关闭。7.2PWM模块结构和特点7.2.3操作模式【正常工作模式】如果PWM模块使能，PWM连续不断地工作。

7、如果8个通道都被禁止(PWME7～PWME0=0)，为了节电，预分频器计数器被关闭。【等待模式】等待模式下，如果PWM控制寄存器PWMCTL中的PSWAI位=0，PWM可以连续不断地工作。如果PWMCTL寄存器中的PSWAI位=1，通过禁止预分频器的输入时钟，可以实现低功耗，此时PWM不工作，PWM输出保持静态(高或低)。7.2PWM模块结构和特点7.2.3操作模式【冻结模式】在冻结模式下，PWM可以继续工作。通过设置PWMCTL寄存器中的PFRZ位，可以选择禁止预分频器的时钟输入。即，如果PFRZ=1，只要MCU处于冻结模式，预分频器的输入时钟被禁止。为了重新

8、激活预分频器时钟，设置P