文档介绍：MC9S12XS单片机原理 及嵌入式系统开发
合肥工业大学
张阳,吴晔,滕勤
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《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》
第7章 MC9S12XS系列脉宽调制模块及其应用实例
PWM模块概述
PWM模块结构组成和特点
PWM模块寄存器及设置
PWM模块应用实例
智能车系统中PWM模块的应用
《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》
PWM模块概述
脉冲宽度调制(PWM)是产生精确脉冲序列输出和实现D/A转换的有效方法,微控制器的脉宽调制模块被广泛应用于工业控制和新型消费机电产品中(如智能空调、节能冰箱、电动自行车等)。PWM信号通过软件编程调节波形的占空比、周期和相位,能够用于直流电动机调速、伺服电动机控制、D/A转换器等应用。例如,电视机遥控部分普遍采用14位或16位的PWM产生调谐电压;在无人自动驾驶汽车系统中,常用伺服电动机来控制方向盘,伺服电动机的旋转角度与给定的PWM信号占空比一致,每个占空比数值都对应一个旋转角度;在灯光亮度调节、直流电动机速度控制等方面,采用PWM信号能够很容易实现。
MC9S12XS系列产生PWM信号的方法主要有两种:利用输出比较功能和MCU内置的PWM模块实现。利用输出比较功能可以通过软件编程设定输出任意脉冲信号,但会占用CPU资源,而且不易产生精确的脉冲序列;而MCU内部集成的PWM模块专门用于输出PWM信号,使用时极少占用CPU资源。
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PWM模块结构组成和特点
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PWM模块概述
,MC9S12XS128的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,T、两个比较寄存器为通道周期寄存器PWMPER和占空比寄存器PWMDTY等组成。通过对各寄存器的参数设置,确定PWM波形的输出周期和占空比,另外还可以通过通道极性寄存器PWMPOL和居中对齐使能寄存器PWMCAE设置PWM输出脉冲波形的极性和对齐方式。
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PWM模块概述
PWM模块具有以下基本特征:
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计数器到达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;
紧急关闭功能。
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PWM模块寄存器及设置
PWM使能寄存器(PWME)
PWM使能寄存器(PWM Enable Register,PWME)中的每个控制位对应相应的PWM通道,可以通过设置相应的控制位启动或者停止PWM信号输出。当任意一个PWMEx位被置位(PWMEx=1)时,相应的PWM信号产生输出。但是,由于PWMEx需要与时钟源同步,直到PWM模块时钟的下一个周期到来,才能输出正确的PWM波形。
当处于级联模式时,8个8位PWM通道通过两两级联构成4个16位的PWM通道,此时PWME1、PWME3、PWME5和PWME7对应控制4个16位PWM通道,而其他控制位无效,。
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PWM模块寄存器及设置
PWM使能寄存器(PWME)
读:任何时刻;写:任何时刻。
PWME7:PWM通道7使能位。
0表示禁止PWM通道7输出;
1表示允许PWM通道7输出。
PWME6:PWM通道6使能位。
0表示禁止PWM通道6输出;
1表示允许PWM通道6输出,如果CON67=1,该位无效,且PWM通道6输出无效。
PWME5:PWM通道5使能位。
0表示禁止PWM通道5输出;
1表示允许PWM通道5输出。
PWME4:PWM通道4使能位。
0表示禁止PWM通道4输出;
1表示允许PWM通道4输出,如果CON45=1,该位无效,且PWM通道4输出无效。
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