SemiDrive E3 MCAL 开发系列（5） – Pwm 模块的使用

WPG大大通

于 2024-12-20 11:47:02 发布

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分类专栏： SemiDrive产线文章标签：单片机嵌入式硬件大大通经验分享笔记

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一、概述

本文将会介绍 SemiDrive E3 MCAL Pwm 模块的简介以及基本配置，其中还会涉及到 Xtrg 模块的配置。此外会结合实际操作的介绍，帮助新手快速了解并掌握这个模块的使用，文中的 MCAL 是基于 PTG3.0 的版本，开发板是官方的 E3640 网关板。

二、 Pwm 模块简介

E3 的 Pwm 模块的底层硬件依赖于 Etimer 和 EPwm，E3 系列芯片最多有 4 个 EPwm 和 4 个 Etimer，其中每个 Epwm 和 Etimer 都有 4 个通道（通道 A/B/C/D），每个通道还有 2 个子通道（例如：通道 A0/A1），因此 E3 最多支持 64 通道的 PWM 输出。当底层硬件为 Epwm 时，每个通道有两个周期可以选择，对应的子通道周期一致，当底层硬件为 Etimer 时，每个通道的周期都可以独立配置，对应的子通道的周期一致。

三、 Pwm 模块的主要配置

要使用 Pwm 模块，首先需要在 Mcu 模块中使能 EPWM、ETIMER 等底层硬件。具体操作如下图所示，在 Mcu 模块的 McuHwlpConfig 选项中勾选上需要使能的模块即可。

图 3.1 使能底层硬件

接着对 Pwm 模块进行配置，首先需要添加 PwmController，然后对每个 PwmController 进行配置。

图 3.2 添加 PwmController

PwmController 的配置包括以下选项，如下图所示。

图 3.3 PwmController 的配置选项 1

图 3.4 PwmController 的配置选项 2

关于配置项的说明如下：

PwmHwModule：该配置项用于选择 PwmController 所使用的底层硬件。
PwmNotification：中断回调函数。
PwmModuleFrequency：Pwm 模块的主频，该时钟固定为 250MHz 和 7MHz（E3206/E3106/E3205/E3104 系列）。
PwmHwModulePrescaler，Pwm 频率的预分频值，例如该值为 0 时，Pwm 模块的实际频率为 250 M/(0+1) = 250MHz。
EIDEnable：配置是否使能 Pwm 触发 ADC 采样。
EIDValue：CMP Event ID 的值。
PwmPeriodDefault：Pwm 通道的周期，单位为 ns。
PwmChannelClass：该配置决定该计数器产生的 Pwm 波是否可以改变周期和占空比，当配置为 PWM_FIXED_PERIOD 时，使用该计数器产生的 Pwm 波不可改变周期，占空比可变；当配置为 PWM_VARIABLE_PERIOD 时，使用该计数器产生的 Pwm 波周期和占空比可变；配置为 PWM_FIXED_PERIOD_SHIFTED 则无效，该配置未实现。

需要注意的是，每个计数器都可以配置 PwmPeriodDefault 和 PwmChannelClass，总共有以下计数器：CNT_G0/1，LCNT_A/B/C/D,其中当底层硬件选择 EPWM 时，其比较通道的计数器只能选择 CNT_G0/1，当底层硬件选择为 ETIMER 时，其比较通道计数器只能选择 LCNT。

配置完 PwmController 后，接着需要配置 Pwm 的比较通道，如下图所示。

图 3.5 比较通道的配置

关于比较通道的配置项，说明如下：

PwmCmpChannelId：Pwm 比较通道的 Id，ID 为 0 对应通道 A，ID 为 1 对应通道 B，以此类推。
PwmSubCmpChannel_1_EN：该选项决定是否使能子通道 1，默认只使用子通道 0。
CntSel：该配置用于选择使用哪个计数器，当底层硬件为 EPWM 时，选择 CNT_G0/1,当底层硬件为 ETIMER 时，选择使用 LCNT 作为计数器。
DmaEnable：配置是否支持通过 DMA 搬运 Cmp 值。
FIFOWaterMarkLevel：当 DmaEnable 使能时，配置 FIFO 水线。
DmaTotalTxNum：当 DmaEnable 使能时，配置 Dma 搬运的总 Ward 数。
DutyCycleDefault：Pwm 通道占空比，默认值为 0x4000，对应占空比 50%。
Polaity：PWM 通道极性，选择 PWM_HIGH 或 PWM_LOW。
IdleState：PWM 通道空闲时的状态，选择 PWM_HIGH 或 PWM_LOW。

配置完了以后进行 Pwm 通道的配置，将通道跟之前配置的比较通道进行绑定。

图 3.6 Pwm 通道配置

配置完 Pwm 模块后，我们需要对 Xtrg 模块进行配置，将 PWM 信号路由到 IO 中。需要注意的是需要通过 Xtrg 路由的引脚，其 Port 需要进行对应的配置。

图 3.7 Xtrg 模块配置

图 3.8 Port配置

四、实际操作

完成了 EB 相关模块的配置后，我们便可以进行验证了，测试代码如下所示。代码中主要进行了 Xtrg 以及 PWM 的初始化，完成初始化后便可以输出对应的 PWM 信号了。

图 4.1 测试代码

对工程进行编译，在线调试运行，串口中输入测试命令“runcase 700”,如下图所示。

图 4.2 输入测试命令

接着使用逻辑分析仪抓取 IO 的波形，如下图所示，可以看出，输出的 PWM 波形的频率和占空比跟我们的配置是一样的。

图 4.3 PWM 波形

五、使用注意事项

配置 Pwm 模块时，需要注意以下事项：

Pwm 模块的主频是固定的，分配系数可以进行设置，范围为 0~0xffff。
目前不支持 LowPower 的相关 API。
调用 Pwm_SetPeriodAndDuty 接口时，只会生效传参的通道的周期和占空比，如果其他通道使用了传参通道的计数器，则其他通道会使用新的周期值和旧的占空比，如果其他通道需要更新周期和占空比，也需要调用 Pwm_SetPeriodAndDuty 这个接口。
调用 Pwm_SetOutputToIdle 接口时会在下个周期生效，而不是立即生效。
当 etimer 用于 PWM 输出时，其未使用到的硬件通道不支持用于 SENT 消息解析和 ICU 捕获。
目前仅支持在初始化时配置好 DMA Buffer 的数据，不支持 DMA PINGPONG 模式。