本帖最后由 电子DIY小家 于 2024-4-15 15:50 编辑
前言：
众所周知，STC早早的就出了带硬件移相的PWM，但是好多人还不理解这个硬件移相PWM有什么作用，这篇帖子带大家仔细研究下这个硬件移相PWM的一部分——不对称PWM。
一、普通PWM模式
常见的PWM模式如下图所示，通过一个ARR寄存器设定最大计数值（向上计数模式），CNT表示当前的计数，当计数超过ARR的时候被清0，当CNT数值小于当前通道的CCRx的时候输出低电平，反之输出高电平，这个是常规的PWM模式2（不开启极性反相的时候！）。
再来看下手册这部分，可以看到PWM模式1其实就是PWM模式2的反过来的波形
当然上面的都是边沿计数，还有一种中心对齐的计数
但是这种模式就是只能生成中心对称的波形，如果单纯的只想做几路不同占空比输出的波形，那确实没一点问题。可以思考下，像上面的几种模式，总的规划出来就分为四大类：
1.前面高电平后面低电平
2.前面低电平后面高电平
3.两边低电平中间高电平
4.两边高电平中间低电平
上面1和2是同一种计数方式，3和4是一种计数方式，同一时间只能选择一种计数方式。但是这时候，我们如果想要生成一个如下图的正交编码信号的PWM波形改如何实现的？
二、不对称互补PWM
按照我个人的理解，不对称PWM的本质就是起始和结束电平不受约束，按照手册的说法他必须使用中心对齐计数模式，开始电平是可以在上升计数段里任意定义，结束电平实在下降计数段里任意定义的。在下面的图里，一个红色线和一个绿色线为一个中心计数模式的一个周期（从0计数到最大值arr再到0的过程），开始电平可以在红线里的任意位置，结束电平可以是绿线的任意位置，这样是不是就很好分配了。
再画个简单的示意图：
假设红色的是整个计数周期，将他对半的分为绿-橙区域和橙-蓝区域，开始的电平可以在这个绿-橙区域任意位置，结束电平也可以定义在这个橙-蓝区域的任意位置，此时你想要这个波形横移多少位置不就是分分钟的了。
当然在开始之前我们还需要了解一些基本知识：
手册上关于这个模式的描述就这么一页，我给他归纳总结了一下：
1.需要在中心对齐计数模式下使用
2.必须手动设置为不对称模式才能使用这个输出（切记这个寄存器的位置不连续，要重点注意）
3.两个通道才能组合成为一个完整的不对称输出通道，且通道1（又名OC1REFC或OC2REFC）由CCR1和CCR2控制，通道2（又名OC3REFC或OC4REFC）由CCR3和CCR4控制。
4.1P端口设置为不对称输出时起始电平时间点为CCR1,结束时间点为CCR2; 2P端口设置为不对称输出时起始电平时间点为CCR2,结束时间点为CCR1;
5.别的配置都可以参考普通PWM的配置
6.一个通道会占用两个端口的CCR寄存器，其中一个作为不对称输出的时候，另一个还可以作为普通的pwm模式输出。
三、寄存器描述
1.设置为中心对齐计数
2.手动使能不对称模式
这里尤其要注意OCxM[bit2:0]在CCMx寄存器，但是最高位OCxM[bit3]在CCMxX寄存器（小写的x表示哪个端口）；
3.通道比较数值设置
四、代码实战
首先我们可以看下来验证一下第二章里的第四点4.1P端口设置为不对称输出时起始电平时间点为CCR1,结束时间点为CCR2; 2P端口设置为不对称输出时起始电平时间点为CCR2,结束时间点为CCR1）是什么意思：
1）首先配置1P端口为不对称PWM模式2输出，2P端口PWM模式2输出
- PWM1_Duty = 3;
- PWM2_Duty = 5;
-
- PWMA_PSCRH = 0;
- PWMA_PSCRL = 255;
-
- PWMA_CCER1 = 0x00; //写 CCMRx 前必须先清零 CCxE 关闭通道
- PWMA_CCER2 = 0x00;
-
- PWMA_CCMR1X = 0x01;//端口1:不对称PWM2模式
- PWMA_CCMR1 = 0x70;
- PWMA_CCMR2X = 0x00;//端口2:PWM2模式
- PWMA_CCMR2 = 0x70;
-
- PWMA_CCER1 = 0x55; //配置通道输出使能和极性
- PWMA_CCER2 = 0x55;
-
- PWMA_ARRH = (u8)(PWM_PERIOD >> 8); //设置周期时间
- PWMA_ARRL = (u8)PWM_PERIOD;
-
- PWMA_ENO = 0x00;
- PWMA_ENO |= ENO1P; //使能输出
- PWMA_ENO |= ENO2P; //使能输出
-
- PWMA_PS = 0x00; //高级 PWM 通道输出脚选择位
- PWMA_PS |= PWM1_0; //选择 PWM1_0 通道
- PWMA_PS |= PWM2_0; //选择 PWM2_0 通道
效果图如上，黄色线条为1P端口，即不对称PWM2模式。蓝色线条为2P端口，即PWM2模式。下载选项和使用的硬件如下图所示
1.首先PWM频率 = 时钟/(分频+1)/ARR/2 = 24M / 256/8/2 ≈ 5.86Khz，和示波器测的的频率基本一致
2.按照我们的分析，实际上端口1应该在上升计数为3的时候变成高电平，下降计数为5的时候变为低电平，占空比为50%。端口2应该在上升计数为5的时候变成高电平，下降计数为5的时候变为低电平，例如下图所示，可以看到最终测量到的结果和这个一致，可见这个分析是正确的。
2）首先配置1P端口为不对称PWM模式2输出，2P端口PWM模式2输出
- PWM1_Duty = 3;
- PWM2_Duty = 5;
-
- PWMA_PSCRH = 0;
- PWMA_PSCRL = 255;
-
- PWMA_CCER1 = 0x00; //写 CCMRx 前必须先清零 CCxE 关闭通道
- PWMA_CCER2 = 0x00;
-
- PWMA_CCMR1X = 0x00;//端口1:称PWM2模式
- PWMA_CCMR1 = 0x70;
- PWMA_CCMR2X = 0x01;//端口2:不对PWM2模式
- PWMA_CCMR2 = 0x70;
-
- PWMA_CCER1 = 0x55; //配置通道输出使能和极性
- PWMA_CCER2 = 0x55;
-
- PWMA_ARRH = (u8)(PWM_PERIOD >> 8); //设置周期时间
- PWMA_ARRL = (u8)PWM_PERIOD;
-
- PWMA_ENO = 0x00;
- PWMA_ENO |= ENO1P; //使能输出
- PWMA_ENO |= ENO2P; //使能输出
-
- PWMA_PS = 0x00; //高级 PWM 通道输出脚选择位
- PWMA_PS |= PWM1_0; //选择 PWM1_0 通道
- PWMA_PS |= PWM2_0; //选择 PWM2_0 通道
我们下载进去实测一下：
可以看到这个波形就是我们预期的波形
3）最后我们来实现一下正交编码信号的波形。
通道1使用PWM2不对称模式，通道3使用不对称PWM2模式
- PWM1_Duty = 0;
- PWM2_Duty = 8;
- PWM3_Duty = 4;
- PWM4_Duty = 4;
-
- PWMA_PSCRH = 0;
- PWMA_PSCRL = 255;
-
- PWMA_CCER1 = 0x00; //写 CCMRx 前必须先清零 CCxE 关闭通道
- PWMA_CCER2 = 0x00;
-
- PWMA_CCMR1X = 0x01;//通道1:PWM2不对称模式
- PWMA_CCMR1 = 0x70;
- PWMA_CCMR2X = 0x00;//通道2:PWM2模式,极性反转
- PWMA_CCMR2 = 0x70;
-
- PWMA_CCMR3X = 0x01;//通道3:不对称PWM2模式
- PWMA_CCMR3 = 0x70;
- PWMA_CCMR4X = 0x00;//通道4:PWM2模式
- PWMA_CCMR4 = 0x70;
-
- PWMA_CCER1 = 0x55; //配置通道输出使能和极性
- PWMA_CCER2 = 0x55;
-
- PWMA_ARRH = (u8)(PWM_PERIOD >> 8); //设置周期时间
- PWMA_ARRL = (u8)PWM_PERIOD;
-
- PWMA_ENO = 0x00;
- PWMA_ENO |= ENO1P; //使能输出
- PWMA_ENO |= ENO3P; //使能输出
-
- PWMA_PS = 0x00; //高级 PWM 通道输出脚选择位
- PWMA_PS |= PWM1_0; //选择 PWM1_0 通道
- PWMA_PS |= PWM2_0; //选择 PWM2_0 通道
- PWMA_PS |= PWM3_0; //选择 PWM3_0 通道
- PWMA_PS |= PWM4_0; //选择 PWM4_0 通道
最后下载到单片机看下最终的波形效果。
之所以这里要用硬件，就是频率可以很快，且不需要进中断即可实现。（代码里为了方便测量将PSC分频寄存器配置了255，实际上这个改为0，即不分频速度分分钟能到Mhz级别，效果如下）
PWM不对称输出.rar
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