【dsPIC33】PWM系列之互补PWM与中心对齐模式

dsPIC33 互补PWM 中心对齐模式

KVIN

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发布时间: 2019-11-04

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# 前言
上篇文章讲到简易的PWM，对于电机控制来说，常用的还是互补PWM，如果做FOC，还会用到中心对齐模式(中央对齐模式)。下面就来说说dsPIC33E芯片的互补PWM与中心对齐模式的PWM。

首先，先配置PWM引脚为互补输出模式，然后再配置相应的引脚。这一部分在IOCONx寄存器：

![](https://b04.ickimg.com/201911/fae45301b19682f61e8a0bd8564bbaee.png)

由上可知，PMOD位要配置成互补输出模式，PENH，PENL要配置成1，POLH，POLL要配置成0，因为我们是高电平有效的，综上，让IOCON1 = IOCON2 = IOCON3 = 0xC000即可。

之后便是PWM周期配置，上一篇文章提到，在不同的功能配置下，同一个寄存器可能会有不同的意思，尤其是注意周期控制寄存器。像之前一样，我们首先需要明确这个互补PWM要使用什么模式。最常用的就是独立占空比，独立相位，固定著周期，边沿对齐，那么就开始看这个模式的具体手册：

![](https://b04.ickimg.com/201911/394d58f7e76a98c5f11e13af41752653.png)

由上可知，使用这种互补PWM模式时，是由PDCx来控制占空比，由PTPER来控制周期，PHASEx控制相移，由DTRx与ALTDTERx分别控制上下脚的死区。在这里，依然使用15k的频率，由目标15k频率，以及使用的系统时钟为60M，使用1分频，可以计算出周期寄存器的值为8000，详细的计算过程在上一篇文章有说明，请查看：https://www.icxbk.com/article/detail/1011.html  。

之后便是独立占空比相位，固定主周期，边沿对齐的配置，在PWMCONx寄存器中：

![](https://b05.ickimg.com/201911/82fb57c36d2fa9d2eeb35a8705e68739.png)
![](https://b05.ickimg.com/201911/41fcd6195be09e873b0247d27416774b.png)

在这里，需要注意一下这个DTC寄存器，也就是死区控制位，是选择正死区还是负死区。这就需要了解这个正死区与负死区是什么意思：

![](https://b05.ickimg.com/201911/bce1596ba3704917761aa3fbbe94c3ee.png)
![](https://b03.ickimg.com/201911/6a4bdc94a64b592d98f2283008ed31af.png)

由上图的两个对比就可以看出：正死区是在上管PWMxH的输出上做手脚，也就是减少配置的上官输出。而负死区则相反。这里，我们配置成正死区。
程序如下：
```c
//振荡器配置
void System_Colck(void)
{
    //产生Fosc = 120MHz  芯片以60MIPS工作
    CLKDIVbits.PLLPRE = 0;//N1 = 2  
    PLLFBDbits.PLLDIV = 58;//M = 60  
    CLKDIVbits.PLLPOST = 0;//N2 = 2    8 * (60 / (2 + 2)) = 120M
    while (OSCCONbits.COSC!= 0b011);
    while (OSCCONbits.LOCK!= 1) {};//PLL 处于锁定状态
}

//32位定时器配置
void Pwm_Init(void)//定时器模式
{   
    /@@*先关闭PWM  在 PTEN = 0 的情况下，才能修改PWM配置*/
    PTCONbits.PTEN = 0;   //失能高速PWM模块
    
    /@@*频率  15K*/
    PTPER = 8000;
    
    /@@*相移*/
    PHASE1 = PHASE2 = PHASE3 = 0;
    
    /@@*初始占空比*/
    PDC1 = 1000;
    PDC2 = 2000;
    PDC3 = 3000;
    
    /@@*死区时间配置*/
    DTR1 = DTR2 = DTR3 = 25;//PWM 死区寄存器  控制PWMxH的死区
    ALTDTR1 = ALTDTR2 = ALTDTR3 = 25;//PWM 备用死区寄存器  控制PWMxL的死区
    
    /@@*PWM输出引脚控制*/
    IOCON1 = IOCON2 = IOCON3 = 0xC000; 
    
    /@@*设置主时基，边沿对齐模式，正死区和独立占空比 互补PWM模式*/
    PWMCON1 = PWMCON2 = PWMCON3 = 0x0000;
    
    
    /@@*配置故障*/
    FCLCON1 = FCLCON2 = FCLCON3 = 0x0003;
    
    /@@*最大预分频比 1分频*/
    PTCON2 = 0x0000;//PWM 时钟分频比选择寄存器
    
    PTCONbits.PTEN = 1;   //使能高速PWM模块
}

int main(void)
{       
    System_Colck();   //时钟振荡器配置
    Pwm_Init();       //PWM配置

while(1)
    {
        
    }
}
```

波形如图：
![](https://b05.ickimg.com/201911/c6320ced7c57d6e6f2f0cfb9f1a77288.png)

接下来就是在互补PWM的基础上配置中心对齐模式，因为中心对齐模式也需要用互补的方式。
![](https://b01.ickimg.com/201911/0393780d86f2ad983ea908ec0d9efa5c.png)

由上可知，中心对齐模式下，周期寄存器与普通互补PWM模式是不同的，原来的相移寄存器PHASEx在此时变成了周期寄存器，这点要注意。除此之外，死区寄存器在中心对齐模式下也由两个变成了一个，也就是说只有ALTDTRx寄存器控制死区。

注意：中心对齐模式其实就是一个PWM周期对称一下，然后两个原PWM周期组成一个新PWM周期，也就是说上面的互补PWM模式中的周期值是8000，在中央对齐模式下，给4000即可。

验证中心对齐模式的方法也比较简单：如图所示：

![](https://b05.ickimg.com/201911/fa69c4ce8a0bacafc268c4d1c2268f3a.png)

如图中的注释，验证中心对齐模式是否正确，只需要测试两组PWM的上管在不同占空比下会不会错开。
![](https://b04.ickimg.com/201911/bfaeacd412a56afac75960ede225f604.png)

注意手册中PWMCONx寄存器中的这句话，只有ITB=1的时候，才能使用中心对齐模式：
![](https://b03.ickimg.com/201911/bf5260622d91e292027abd5aab0b79eb.png)

在手册中对于正死区的描述可以找到这句话：
![](https://b03.ickimg.com/201911/16291e22372fdac8a19f05b5e43dc21b.png)

也就是如上所说，DTRx寄存器在中心对齐模式中是没有作用的。
代码如下：
```c
//振荡器配置
void System_Colck(void)
{
    //产生Fosc = 120MHz  芯片以60MIPS工作
    CLKDIVbits.PLLPRE = 0;//N1 = 2  
    PLLFBDbits.PLLDIV = 58;//M = 60  
    CLKDIVbits.PLLPOST = 0;//N2 = 2    8 * (60 / (2 + 2)) = 120M
    while (OSCCONbits.COSC!= 0b011);
    while (OSCCONbits.LOCK!= 1) {};//PLL 处于锁定状态
}

//32位定时器配置
void Pwm_Init(void)//定时器模式
{   
    /@@*先关闭PWM  在 PTEN = 0 的情况下，才能修改PWM配置*/
    PTCONbits.PTEN = 0;   //失能高速PWM模块
    
    /@@*中央对齐模式的周期由 PHASEx/SPHASEx决定  15K*/
    PHASE1 = PHASE2 = PHASE3 = 4000;
    
    /@@*初始占空比*/
    PDC1 = 1000;
    PDC2 = 2000;
    PDC3 = 3000;
    
    /@@*死区时间配置*/
    DTR1 = DTR2 = DTR3 = 0;//PWM 死区寄存器  控制PWMxH的死区  中心对齐模式下无作用
    ALTDTR1 = ALTDTR2 = ALTDTR3 = 25;//PWM 备用死区寄存器  控制PWMxL的死区
    
    /@@*PWM输出引脚控制*/
    IOCON1 = IOCON2 = IOCON3 = 0xC000; 
    
    /@@*设置主时基，边沿对齐模式，正死区和独立占空比 中央对齐模式*/
	PWMCON1bits.ITB = 1;
    PWMCON1bits.CAM = 1;
    PWMCON2bits.ITB = 1;
    PWMCON2bits.CAM = 1;
    PWMCON3bits.ITB = 1;
    PWMCON3bits.CAM = 1;
            
    /@@*配置故障*/
    FCLCON1 = FCLCON2 = FCLCON3 = 0x0000;
    
    /@@*最大预分频比 1分频*/
    PTCON2 = 0x0000;//PWM 时钟分频比选择寄存器
    
    PTCONbits.PTEN = 1;   //使能高速PWM模块
}

int main(void)
{       
    System_Colck();   //时钟振荡器配置
    Pwm_Init();       //PWM配置

while(1)
    {
        
    }
}
```
波形：
![](https://b05.ickimg.com/201911/38b951739709e32ab48383b24e5c1d0c.png)

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