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[资料分享] msp430程序库连载系列 PWM

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一粒金砂(中级)

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发表于 2019-7-9 15:08 | 显示全部楼层 |阅读模式

     定时器是单片机常用的其本设备,用来产生精确计时或是其他功能;msp430的定时器不仅可以完成精确定时,还能产生PWM波形输出,和捕获时刻值(上升沿或是下降沿到来的时候)。这里完成一个比较通用的PWM波形产生程序。

硬件介绍:
      MSP430系列单片机的TimerA结构复杂,功能强大,适合应用于工业控制,如数字化电机控制,电表和手持式仪表的理想配置。它给开发人员提供了较多灵活的选择余地。当PWM 不需要修改占空比和时间时,TimerA 能自动输出PWM,而不需利用中断维持PWM输出。

     MSP430F16x和MSP430F14x单片机内部均含有两个定时器,TA和TB;TA有三个模块,CCR0-CCR2;TB含有CCR0-CCR67个模块;其中CCR0模块不能完整的输出PWM波形(只有三种输出模式可用);TA可以输出完整的2路PWM波形;TB可以输出6路完整的PWM波形。

定时器的PWM输出有有8种模式:

输出模式0  输出模式:输出信号OUTx由每个捕获/比较模块的控制寄存器CCTLx中的OUTx位定义,并在写入该寄存器后立即更新。最终位OUTx直通。 
输出模式1 置位模式:输出信号在TAR等于CCRx时置位,并保持置位到定时器复位或选择另一种输出模式为止。 
输出模式2 PWM翻转/复位模式:输出在TAR的值等于CCRx时翻转,当TAR的值等于CCR0时复位。 
输出模式3 PWM置位/复位模式:输出在TAR的值等于CCRx时置位,当TAR的值等于CCR0时复位。 
输出模式4 翻转模式:输出电平在TAR的值等于CCRx时翻转,输出周期是定时器周期的2倍。 
输出模式5复位模式:输出在TAR的值等于CCRx时复位,并保持低电平直到选择另一种输出模式。 
输出模式6PWM翻转/置位模式:输出电平在TAR的值等于CCRx时翻转,当TAR值等于CCR0时置位。 
输出模式7PWM复位/置位模式:输出电平在TAR的值等于CCRx时复位,当TAR的值等于CCR0时置位。


下图是增计数模式下的输出波形(本程序使用的是增模式3和7):



计数模式:


增计数模式 
捕获/比较寄存器CCR0用作Timer_A增计数模式的周期寄存器,因为CCR0为16位寄存器,所以该模式适用于定时周期小于65 536的连续计数情况。计数器TAR可以增计数到CCR0的值,当计数值与CCR0的值相等(或定时器值大于CCR0的值)时,定时器复位并从0开始重新计数。




连续计数模式 
在需要65 536个时钟周期的定时应用场合常用连续计数模式。定时器从当前值计数到0FFFFH后,又从0开始重新计数

 


增/减计数模式 
需要对称波形的情况经常可以使用增/减计数模式,该模式下,定时器先增计数到CCR0的值,然后反向减计数到0。计数周期仍由CCR0定义,它是CCR0计数器数值的2倍。





TA定时器有比较、捕获两种工作方式;比较可以产生PWM波形等,捕获可以精确的测量时间;这里用的是比较输出。


硬件介绍就这么多了,其他的可以参考msp430x1xx_family_users_guide(用户指南)。


程序实现:
本程序是直接从msp430f42x移植的,只改动了端口就能正常使用了。由此,430的模块在不同的系列中是通用的,有关寄存器是一样的;只是也许外部端口不太一样。


程序初始化部分:完成TA相关寄存器的初始化。

 

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  1. char TAPwmInit(char Clk,char Div,char Mode1,char Mode2)  
  2. {  
  3.     TACTL = 0;                  //清除以前设置  
  4.     TACTL |= MC_1;              //定时器TA设为增计数模式    
  5.     switch(Clk)                 //选择时钟源  
  6.     {   
  7.         case 'A': case 'a':  TACTL|=TASSEL_1; break;    //ACLK  
  8.         case 'S': case 's':  TACTL|=TASSEL_2; break;    //SMCLK  
  9.         case 'E':            TACTL|=TASSEL_0; break;    //外部输入(TACLK)  
  10.         case 'e':            TACTL|=TASSEL_3; break;    //外部输入(TACLK取反)  
  11.         default :  return(0);                           //参数有误  
  12.     }   
  13.     switch(Div)                 //选择分频系数  
  14.     {   
  15.         case 1:   TACTL|=ID_0; break;   //1  
  16.         case 2:   TACTL|=ID_1; break;   //2  
  17.         case 4:   TACTL|=ID_2; break;   //4  
  18.         case 8:   TACTL|=ID_3; break;   //8  
  19.         default :  return(0);           //参数有误  
  20.     }   
  21.     switch(Mode1)               //设置PWM通道1的输出模式。  
  22.     {   
  23.         case 'P':case 'p':          //如果设置为高电平模式  
  24.             TACCTL1 = OUTMOD_7;     //高电平PWM输出  
  25.             P1SEL |= BIT2;          //从P1.2输出 (不同型号单片机可能不一样)  
  26.             P1DIR |= BIT2;          //从P1.2输出 (不同型号单片机可能不一样)                
  27.             break;  
  28.         case 'N':case 'n':          //如果设置为低电平模式            
  29.             TACCTL1 = OUTMOD_3;     //低电平PWM输出  
  30.             P1SEL |= BIT2;          //从P1.2输出 (不同型号单片机可能不一样)   
  31.             P1DIR |= BIT2;          //从P1.2输出 (不同型号单片机可能不一样)                  
  32.             break;   
  33.         case '0':case 0:            //如果设置为禁用            
  34.             P1SEL &= ~BIT2;         //P1.2恢复为普通IO口                
  35.             break;                   
  36.         default :  return(0);       //参数有误  
  37.     }   
  38.     switch(Mode2)                   //设置PWM通道1的输出模式。  
  39.     {   
  40.         case 'P':case 'p':          //如果设置为高电平模式  
  41.             TACCTL2 =OUTMOD_7;      //高电平PWM输出  
  42.             P1SEL |= BIT3;          //从P1.3输出 (不同型号单片机可能不一样)  
  43.             P1DIR |= BIT3;          //从P1.3输出 (不同型号单片机可能不一样)  
  44.             break;  
  45.         case 'N':case 'n':          //如果设置为低电平模式            
  46.             TACCTL2 =OUTMOD_3;      //低电平PWM输出  
  47.             P1SEL |= BIT3;          //从P1.3输出 (不同型号单片机可能不一样)    
  48.             P1DIR |= BIT3;          //从P1.3输出 (不同型号单片机可能不一样)                
  49.             break;   
  50.         case '0':case 0:            //如果设置为禁用            
  51.             P1SEL &= ~BIT3;         //P1.3恢复为普通IO口                
  52.             break;                   
  53.         default :  return(0);       //参数有误  
  54.     }      
  55.     return(1);    
  56. }  

主要是设置TACTL寄存器,让TA工作于增模式,设置时钟源和分频;CCTLx设置对应的输出模式;并且打开相应端口的第二功能。
设置周期函数:设置PWM波形的周期,单位是多少个TACLK周期。

  1. void TAPwmSetPeriod(unsigned int Period)  
  2. {  
  3.     TACCR0 = Period;  
  4. }  

 


工作于增模式时,TA计数到TACCR0,设CCR0就完成了周期的设置。
设置占空比:设置TA的PWM输出的有效电平的时间。

  1. void TAPwmSetDuty(char Channel,unsigned int Duty)  
  2. {  
  3.     switch(Channel)  
  4.     {  
  5.         case 1: TACCR1=Duty; break;   
  6.         case 2: TACCR2=Duty; break;      
  7.     }  
  8. }  
    根据参数分别设置每一路的参数。

    设置占空比,用千分比设置:
  1. * 入口参数:Channel: 当前设置的通道号  1/2  
  2.             Percent: PWM有效时间的千分比 (0~1000)   
  3. * 出口参数:无  
  4. * 说    明: 1000=100.0%  500=50.0% ,依次类推          
  5. * 范    例: TAPwmSetPermill(1,300)设置PWM通道1方波的占空比为30.0%  
  6.             TAPwmSetPermill(2,825)设置PWM通道2方波的占空比为82.5%  
  7.             */  
  8. void TAPwmSetPermill(char Channel,unsigned int Percent)  
  9. {  
  10.     unsigned long int Period;  
  11.     unsigned int Duty;  
  12.     Period = TACCR0;  
  13.     Duty = Period * Percent / 1000;  
  14.     TAPwmSetDuty(Channel,Duty);  
  15. }  

 


这个函数用千分比来设置PWM输出的有效时间。方便程序的使用。


有关定时器,TI提供的大量的例程,这些历程都很简洁、清晰。需要其他功能可以自己根据例程编写对应的程序。程序实现就这么多了,下面说下本程序的使用方法。
使用示例:
使用方式:依然是在工程中加入c文件;文件包含h头文件;然后就可以正常使用本函数了。详细参考示例工程和main.c。

main主要程序如下:

  1. #include "msp430x16x.h"     //430寄存器头文件  
  2. #include "TAPwm.h"          //TA PWM输出程序库头文件  
  3.   
  4.   
  5. void main()  
  6. {  
  7.     // Stop watchdog timer to prevent time out reset  
  8.     WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;  
  9.     ClkInit();  
  10.       
  11.     TAPwmInit('A',1,'P','P');   //将定时器TA初始化成为PWM发生器  
  12.                   //时钟源=ACLK ; 无分频;  通道1和通道2均设为高电平模式。  
  13.     TAPwmSetPeriod(500);        //通道1/2的PWM方波周期均设为500个时钟周期  
  14.     TAPwmSetDuty(1,200);        //1通道 有效200个时钟周期  
  15.     TAPwmSetPermill(2,200);     //2通道 20.0%  
  16.   
  17.   
  18.     LPM0;  
  19. }  

本程序调用程序库,产生两路PWM波形。
TA的PWM输出就到这儿了,如果需要更多路的PWM波,可以使用TB,他可以产生6路完整的PWM波形;可以参考本程序编写TB的波形输出程序。有什么不足之处,欢迎评论,讨论。

来源:EEWorld 微控制器 MCU板块,转载请附上链接


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