单片机与嵌入式系统原理及应用教学课件 作者 王宝珠第16章S3C6410的PWM控制.ppt

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1、第16章S3C6410的PWM控制本章主要介绍PWM的工作原理、输出控制、控制寄存器的功能和使用，最后给出编程思路和实例。PWM定时器概述PWM输出电平控制PWM定时器控制寄存器定时器控制编程实例16.1PWM定时器概述16.1.1脉宽调制概念和原理脉宽调制（PWM）就是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在测量、通信到功率控制与变换的许多领域中，PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。脉宽调制技术是通过对逆变电路开关的通断控制来实现对模拟电路的控制的。脉宽调制技术的输出波

2、形是一系列大小相等的脉冲，用于替代所需要的波形，以正弦波为例，也就是使这一系列脉冲的等值电压为正弦波，并且输出脉冲尽量平滑且具有较少的低次谐波。根据不同的需求，可以对各脉冲的宽度进行相应的调整，以改变输出电压或输出频率等值，进而达到对模拟电路的控制。PWM的一个优点是从处理器到被控系统信号都是数字式的，无需进行数模转换。让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。假定用定时器控制在微处理器的I/O口输出周期为400uS的方波，一个周期中高低电平各占200us。人们把高电平占整个周期的时间比率称为“占空比”，上面周期为

3、400uS的方波的占空比为50%。用占空比可以改变的方波控制直流电机，就可以改变直流电机的输入平均电压，从而控制电机速度。也可以说占空比可以改变的方波叫PWM。16.1.2S3C6410的PWM定时器S3C6410RISC微处理器由五个32位定时器组成。这些定时器用来产生内部中断到CPU。定时器0和1包含一个PWM功能（脉宽调制），它可以驱动外部的I/O信号。定时器0、1的PWM能够通过一个可选的死区发生器，满足大电流驱动的要求。定时器2，3，4是内部定时器，没有输出引脚。定时器它所用的时钟频率来自APB-PCLK

4、的分频。定时器0和1共享一个可编程的8位预定标器，对来自PCLK的信号进行第一层的分频，而定时器2、3、4共用另外一个预定标器，可以通过设置寄存器TCFG0来确定分频比。每个定时器又有自己独立的分频器对来自预定标器的频率进行第二层的分频，分频比是通过寄存器TCFG1确定的。除此之外，定时器还可以从外部引脚选择时钟源，定时器0、1可以选择外部时钟源TCLK0，定时器2、3、4可以选择外部时钟源TCLK1，是否选外部时钟由寄存器TCFG1确定。每个定时器模块都从时钟分频器接收自己的时钟信号，时钟分频器接收的时钟信号来自

5、于8位预时钟定标器。可编程8位预定标器根据存储在TCFG0和TCFG1中的数据对PCLK进行预分频。分频器的功能如表16-1所示。每个定时器都有一个由定时器时钟驱动的向下计数的计数器（简称下计数器），下计数器的初始值来自定时器缓冲计数器（TCNTBn）。当向下计数到0时，定时器向CPU请求中断，本轮计数完成。当定时器下计数器到达0时，相应的TCNTBn又会重新装载，进入到下一轮的向下计数。如果要在定时器正常运行模式下停止计数，就必须清除寄存器TCONn中的定时器使能位，这样TCNTBn中的值就不会重载到下计数器中。

6、比较寄存器TCMPBn决定PWM波的输出形状，当下计数器TCNTBn向下计数到和TCMPBn中的值相等时，输出电平发生翻转。当下计数器继续向下计数到0时，输出电平再次翻转并产生中断（如果中断使能）。由于寄存器TCMPBn和TCNTBn都是双缓冲寄存器，允许参数循环更新，当前计数周期完成后新的值便立即生效。16.1.3S3C6410的自动重新加载和双缓冲功能S3C6410具有双缓冲功能，能在不中止当前定时器运行的情况下，重装下一次定时器运行的参数，虽然新的定时器值被设定好了，但当前定时器的操作仍然能成功完成。定时器的

7、值可以被写入TCNTBn（定时器计数缓冲寄存器），当前计数器值可以从TCNTOn（定时器计数观察寄存器）中读出。读的TCNTBn值不是当前计数器的值，而是下次重载的计数器值。自动重新载入是一个操作，减法计数器TCNTn的值等于0时，自动重载，把TCNTBn的值装入减法计数器TCNTn，只有当自动重载允许并且减法计数器TCNTn的值等于0时才会自动重载。如果减法计数器TCNTn=0，自动重载禁止，则定时器停止运行。如图16-2所示。因为计数器达到0时，定时器发生自动重载，所以用户必需首先定义TCNTn的开始值。在这种

8、情况下，自动更新位必须载入初始值。可以采取下列步骤启动定时器。1．写初始值到TCNTBn和TCMPBn中。2．设置相应定时器的手动更新位。不管是否使用倒相功能，推荐设置倒相位。3．设置相应定时器的起始位去启动定时器，并清空手动更新位。如果定时器被强制停止，TCNTn将保持原来的值，如果要设置一个新的值，必须使用手动更新位。手动更新位要在定时器启动后清除，否则