【正文】 正交編碼脈沖 (QEP)電路 正交編碼脈沖是兩個(gè)頻率變化且正交 (相位。 隨時(shí)可對(duì) FIFO寄存器進(jìn)行讀訪問(wèn)。 捕獲單元的 FIFO棧 頂層 FIFO寄存器總是存放對(duì)應(yīng)捕獲單元捕獲到的舊計(jì)數(shù)值。 頂層棧是一個(gè)只讀寄存器，對(duì)于 EVA模塊，項(xiàng)層 FIFO寄存器有CAP1FIFO， CAP2FIFO， CAP3FIFO(映射地址為 7423h~7425h)；對(duì)于EVB模塊，有 CAP4FIFO， CAP5FIFO， CAP6FIFO(對(duì)應(yīng)映射地址為7523h~7525h)；底層棧包括 CAPxFBOT(對(duì)于 EVA模塊： x=1， 2， 3，映 射地址為 7427h～ 7429h：對(duì)于 EVB模塊： x=4， 5， 6，映射地址為7527h~7529h)。 捕獲單元的操作不影響任何通用定時(shí)器和與通用定時(shí)器相關(guān)的比較／PWM操作。通過(guò)查詢中斷標(biāo)志位和 FIFO棧的狀態(tài)來(lái)確定是否發(fā)生了捕獲事件。捕獲事件發(fā)生所產(chǎn)生的外部中斷請(qǐng)求使 CPU進(jìn)入中斷服務(wù)程序，在中斷服務(wù)程序中從相應(yīng)捕獲單元的 FIFO棧內(nèi)讀取捕獲到的計(jì)數(shù)值。每發(fā)生一次捕獲事件，新計(jì)數(shù)值就將存入 FIFO隊(duì)列， CAPFIFO寄存器中相應(yīng)的狀態(tài)位可自動(dòng)調(diào)整以反映 FIFO隊(duì)列的新狀態(tài)。 捕獲單元的設(shè)置 捕獲單元使能后，當(dāng)輸入引腳 CAPx上有一個(gè)跳變 (由 CAPCONA/B指定是上沿還是下沿 )時(shí)，就將所選通用定時(shí)器的當(dāng)前計(jì)數(shù)值裝入到相應(yīng)的FIFO棧；與此同時(shí)，相應(yīng)的中斷標(biāo)志被置位，如果該中斷標(biāo)志未被屏蔽，就產(chǎn)生一個(gè)外部中斷請(qǐng)求。 （ 3）如果希望獲得比較和周期中斷，則應(yīng)設(shè)置相關(guān)通用定時(shí)器的比較寄存器 TxCMP和周期寄存器 TxPR。 為了使捕獲單元能正常工作，必須對(duì)以下寄存器進(jìn)行設(shè)置： （ 1）初始化 CAPFIFOx(x=A或 B)，并將適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)位清零。 11 堆棧中已有兩個(gè)值且又壓入一個(gè)值 ， 則丟棄最先壓入的值 。 01 已有一個(gè)值壓入堆棧 。 D9~D8:CAPlFIFO/CAP4FIFO——捕獲單元 1/4的 FIFO堆棧狀態(tài)位 。 10 已有兩個(gè)值壓入堆棧 。 00 空 。 11 堆棧中已有兩個(gè)值且又壓入一個(gè)值 ， 則丟棄最先壓入的值 。 01 已有一個(gè)值壓入堆棧 。 D13~D12 CAP3FIFO/CAP6FIFO——捕獲單元 3/6的 FIFO堆棧狀態(tài)位 。 D1~D0 Reserved保留位 。 10 檢測(cè)下降沿 。 00、 無(wú)檢測(cè) 。 11 檢測(cè)兩個(gè)邊沿 。 01 檢測(cè)上升沿 。 D5~D4 CAP2EDGE/CAP5EDGE——捕獲單元 2/5的邊沿檢測(cè)控制位 。 10 檢測(cè)下降沿 。 00 無(wú)檢測(cè) 。 1 當(dāng) CAP31NT/CAP6/NT標(biāo)志置位時(shí) ， 啟動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換 。 1 選擇通用定時(shí)器 1/3。 D9 CAP12TSEL/CAP45TSEL——捕獲單元 1/ 2/5的通用定時(shí)器選擇位 。 D10 CAP3TSEL/CAP6TSEL——捕獲單元 3/6的通用定時(shí)器選擇位 0 選擇通用定時(shí)器 2/4。 1 使能捕獲單元 3/6。 D12 CAP3EN/CAP6EN——捕獲單元 3/6的控制位 。 10 保留 。 00 禁止捕獲單元 1/ 2/5， FIFO堆棧保持不變 。 1 無(wú)操作 。 （ 1）捕獲控制寄存器 A(CAPCONA)——地址 7420h D15 CAPRES——捕獲復(fù)位 ， 讀該位總為 0。 就像所有事件管理器中的寄存器一樣，這些寄存器都被映射到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。由于使用了通用定時(shí)器為捕獲單元提供時(shí)基，因此也將用到定時(shí)器控制寄存器 TxCON(x＝ 1， 2， 3或 4)。 EVA和 EVB中的中斷標(biāo)志寄存器 EVAIFRC和 EVBIFRC為每個(gè)捕獲單元提供了一個(gè)中斷標(biāo)志位，中斷屏蔽寄存器 EVAIMRC和 EVBIMRC為每個(gè)捕獲單元提供了一個(gè)中斷屏蔽位。輸入引腳 CAP1和 CAP2(EVA)， CAP4和 CAP5(EVB)同樣可用做正交編碼脈沖電路中的輸入引腳。 由圖可見(jiàn)，每個(gè)捕獲單元都有 1個(gè) 16位 2級(jí)深的 FIFO棧， 1個(gè)施密特觸發(fā)器輸入引腳 CAPx(x= 2和 3， 5和 6)，所有輸入引腳由 CPU時(shí)鐘同步。 捕獲單元在捕獲輸入引腳上出現(xiàn)跳變時(shí)使能觸發(fā)。 捕獲單元用于捕獲輸入引腳上電平的變化并記錄其變化發(fā)生的時(shí)間。 在空間矢量 PWM模式中，當(dāng)兩個(gè)全比較寄存器 CMPR1和 CMPR2都被裝入 0時(shí)全比較輸出將都變成無(wú)效。 （ 4） 在減計(jì)數(shù)期間 ， 當(dāng) CMPR2和通用定時(shí) 1發(fā)生第一次比較匹配時(shí)即定時(shí)器計(jì)數(shù) 器達(dá)到 (T1+T2)/2時(shí) ， 就將 PWM輸出置回到 (2)類輸出方式 。 ： 如果 ACTRx[l5]為 0， 就將 PWM輸出開啟到方式 Uy(Uo60=U300， U360+60=U60)。 每個(gè) EV模塊工作時(shí) ， 在一個(gè)空間矢量 PWM周期完成如下的操作： （ 1） 在每個(gè)周期的開始 ， 將 PWM輸出設(shè)置成由 ACTRx的 D14～ D12位定義的新方 式 Uy。 ③ 將相應(yīng)于 Ux的開啟方式寫入到 ACTRx寄存器的 D14~D12位中，并將 1寫入ACTRx的 D15中，或?qū)?Ux+60的開啟方式寫入 ACTRx的 D14~D12中，并將 0寫入ACTRx的 D15中。 (4)確定在二維 dq平面上輸入到電機(jī)的電壓 Uout，并分解 Uout以確定每個(gè)PWM周期的以下參數(shù)： ① 兩個(gè)相鄰矢量 ——Ux和 Ux+60。 (2)配置比較控制寄存器 COMCONx以使能比較操作和空間矢量 PWM模式，并將 ACTRx和比較寄存器 CMPRx的重裝條件設(shè)置為下溢。內(nèi)置硬件按照用戶軟件的設(shè)置進(jìn)行工作。 對(duì)稱空間矢量 PWM波形如下圖所示。零基本矢量的引入有助于平衡晶體管的導(dǎo)通和斷開周期，以利于平衡它們的功耗。 Uout的產(chǎn)生可查閱有關(guān)空間矢量 PWM和電機(jī)控制理論的書籍。 （ 2）基本空間矢量電機(jī)電壓的近似估計(jì) 在任意一個(gè) PWM周期內(nèi)通過(guò)求出位于兩個(gè)相鄰基本矢量的兩個(gè)矢量元素的矢量和來(lái)估算空間矢量電機(jī)電壓 Uout： Uout＝ T1Ux／ Tp+T2(Ux+60)／ Tp+T0 (O000或 O111)／ Tp 式中， T0由 Tp T1 T2得出， Tp是 PWM的載波周期。同樣零矢量O000和 O111沒(méi)有電壓施加到電機(jī)上。即當(dāng)開啟方式從 Ux變到 Ux+60。 空間矢量 PWM方法的目的就是為了通過(guò)這六個(gè)功率晶體管的八種開啟方式的組合來(lái)逼近電機(jī)的電壓矢量 Uout。圖給出了矢量投影和所需的電機(jī)電壓矢量 Uout的投影。這八個(gè)矢量稱做基本空間矢量并記做 U0， U60， U120， U180， U240， U300，O000和 O111。 。非零矢量構(gòu)成六邊形的軸線。這八種組合和被驅(qū)動(dòng)電機(jī)的線電壓和相電壓 (以直流電壓 Udc為單位 )如下表所示，表中的 a， b和 c代表 DTPHa， DTPHb和 DTPHc。即當(dāng)相應(yīng)的上端晶體管導(dǎo)通時(shí)，從該相輸出的電壓 Vx(x=a， b， c)等于電源電壓 Udc；當(dāng)其截止時(shí)，電壓為零。如果約定當(dāng)上端晶體管導(dǎo)通 (DTPHx_=1)時(shí)，下端晶體管就截止 (DTPHx_=0)，就可以由上端晶體管 (Q1， Q3， Qs)的狀態(tài)，即由 DTPHx(x=a， b， c)的狀態(tài)求出輸送給電動(dòng)機(jī)的電壓 Uout。 圖中， Udc為電源電壓， Va， Vb， Vc為輸入到電動(dòng)機(jī)繞組的電壓。 ②對(duì)稱 PWM波形的產(chǎn)生 空間矢量 PWM波形產(chǎn)生 空間矢量 PWM是一種針對(duì)三相交流電路的新型調(diào)制技術(shù)，空間矢量 PWM利用三相功率轉(zhuǎn)換器的六個(gè)能量晶體管的特殊轉(zhuǎn)換機(jī)制，改善輸出峰值電壓，使三相交流電機(jī)繞組中的電流諧波失真最小。 產(chǎn)生對(duì)稱 PWM波形的設(shè)置與產(chǎn)生非對(duì)稱 PWM波形的設(shè)置方法 ，除計(jì)數(shù)模式外其他均相同 。用這種修改 PWM波形特性的方法可以彌補(bǔ)由交流電機(jī)控制中的死區(qū)所導(dǎo)致的電流誤差。一次在周期匹配前的增計(jì)數(shù)期間，另一次是在周期匹配后的減計(jì)數(shù)期間。 將通用定時(shí)器 1或 3設(shè)置為連續(xù)增 /減計(jì)數(shù)模式，即可產(chǎn)生對(duì)稱PWM波形。 在每個(gè) PWM周期的任何時(shí)刻可將新的比較值 、 周期值寫入比較寄存器 CMPRx、 周期寄存器 T1PR(T2PR)中 ， 以改變 PWM輸出的寬度和周期 ， 也可以重置比較方式控制寄存器 (ACTRA/B)， 以改變PWM的輸出方式 。 這兩個(gè)輸出引腳的跳變時(shí)間間隔即形成了死區(qū) 。 按上述步驟設(shè)置好各個(gè)寄存器后 ， 就能在與比較單元相關(guān)的一對(duì) PWM輸出引腳上產(chǎn)生一路正常的 PWM脈沖信號(hào) (如 PWMx+1)。 g. 更新 CMPRx寄存器的值 ， 以改變 PWM波形的占空比 。 e. 設(shè)置和裝載 COMCONx， 以使能比較操作和 PWM輸出 。 c. 設(shè)置和裝載通用定時(shí)器周期寄存器 T1PR或 T3PR以確定 PWM周期 。 產(chǎn)生 PWM輸出需要對(duì)事件管理器中相關(guān)的寄存器進(jìn)行配置，步驟如下 ： a. 設(shè)置和裝載 ACTRx寄存器，以確定輸出方式和極性。 （ 2） 比較單元和 PWM電路中的 PWM波形產(chǎn)生 比較單元的輸出邏輯電路決定了比較發(fā)生匹配時(shí)，輸出引腳 PWM1～ 12上的輸出極性和方式。 死區(qū)的輸入是 PH PH2和 PH3， 分別由比較單元 1， 2和 3對(duì)稱 /非對(duì)稱波形發(fā)生器產(chǎn)生，與其相對(duì)應(yīng)的死區(qū)單元的輸出是 DTPH1，DTPH1_： DTPH2， DTPH2_： DTPH3， DTPH3_， 經(jīng)過(guò)輸出邏輯，DTPH1和 DTPH1_對(duì)應(yīng)于 PWM輸出 PWM1和 PWM2(EVB為 PWM7和PWM8)， DTPH2和 DTPH2_對(duì)應(yīng)于 PWM3和 PWM4(EVB為 PWM9和PWM10)， DTPH3和 DTPH3_對(duì)應(yīng)于 PWM5和 PWM6(EVB為 PWM11和PWM12)。 D4~D2 DBTPS2一 DBTPS0——死區(qū)定時(shí)器的預(yù)分頻器 (x=CPU的時(shí)鐘頻率 )。 0 禁止 。 1 使能 。 D6 EDBT2——死區(qū)定時(shí)器 2使能位 (對(duì)應(yīng)比較單元 2的引腳 PWM3/PWM9 和 PWM4/10)。 0 禁止 。 D11~D8 DBT3~DBT0——死區(qū)定時(shí)器周期 ， 這 4位定義了 3個(gè)死區(qū)定時(shí)器的周 期值 (m)。不同之處用“ /”符號(hào)區(qū)分。 死區(qū)單元的操作方式由死區(qū)控制寄存器 DBTCONA/B來(lái)控制。 事件管理模塊 EVA和 EVB都有各自的可編程死區(qū)單元，每個(gè)可編程死區(qū)單元都有一個(gè) 16位的死區(qū)控制寄存器 DBTCONA/B(可讀寫 )：一個(gè)輸入時(shí)鐘預(yù)分頻器 (x/1， x/2， x/4， x/8， x/16， x/32。 綜上所述，與比較單元相關(guān)的 PWM電路中 PWM波形的產(chǎn)生由以下寄存器控制：通用定時(shí)器計(jì)數(shù)器 T1CON/T3CON，比較控制寄存器COMCONA/B，比較方式控制寄存器 ACTRA/B和死區(qū)控制寄存器DBTCONA/B。根據(jù)已得到的脈寬變化規(guī)律在每個(gè)周期內(nèi)修改通用定時(shí)器比較寄存器的值，以得到不同的脈寬。死區(qū)就是為了使這兩個(gè)器件的開啟存在一定的時(shí)間間隔，即死區(qū)時(shí)間。 在一個(gè)電機(jī)控制系統(tǒng)中，通過(guò)功率器件 (大部分是開關(guān)型器件 )將所需的電流和能量送到電機(jī)線圈繞組中，這些相電流的形狀、頻率及能量的大小控制著電機(jī)所需的速度和扭矩，而脈寬調(diào)制信號(hào) PWM就是用來(lái)控制功率器件的開啟和關(guān)斷時(shí)間的。也就是說(shuō)一個(gè) PWM信號(hào)是一串寬度變化的脈沖序列，這些脈沖平均分布在一段定長(zhǎng)的周期中；在每個(gè)周期中有一個(gè)脈沖。這種轉(zhuǎn)換過(guò)程最常用的方法就是采用脈寬調(diào)制 (PWM)技術(shù)。 11 強(qiáng)制高 。 01 低有效 。 D1~D0 CMPlACT/CMP7ACT——比較輸出引腳 CMP1/CMP7的輸出方式 。 10 高有效 。 00 強(qiáng)制低 。 11 強(qiáng)制高 。 01 低有效 。 D5~D4 CMP3ACT/CMP9ACT——比較輸出引腳 CMP3/CMP9的輸出方式 。 10 高有效 。 00 強(qiáng)制低 。 11 強(qiáng)制高。 01 低有效 。 D9~D8 CMP5ACT/CMP11