[RTT&瑞萨超低功耗MCU RA2L1开发板]测评之PWM模块介绍与测试,呼吸灯实现

qinyunti

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PWM模块介绍

参考<<Renesas RA2L1 Group User’s Manual: Hardware>>的章节<<320. General PWM Timer (GPT)>>

特征

• 4通道GPT32,6通道GPT16
• 计数器可递增，递减(锯齿波)，先递增后递减(三角波)
• 可作为通用定时器《也可以用于控制无刷电机。
• 每个通道时钟独立配置
• 配个通道两个输入或者输出引脚,对应两个输入捕获或者输出比较寄存器
• 两个捕获比较寄存器对应有4个缓冲寄存器,可在波顶点和波谷进行切换,用于产生不对称波形
• 每个通道独立设置周期,可在上下溢出产生中断
• PWM死区产生
• 同步启动、停止和清除任意通道的计数器
• 计数开始、计数停止、计数清除计数、上计数、下计数或输入捕获操作可以响应4各ELC
• 根据两个输入引脚的状态，进行计数开始、计数停止、计数清除、上计数、下计数或输入捕获操作
• 计数启动、计数停止、计数清除、上计数、下计数或输入捕获操作可以响应两个外部触发输入
• 输出引脚之间检测到短路，可以自动禁用输出功能
• 可产生用于控制无刷直流电机的PWM波形
• 比较匹配A和D事件，溢出/下流事件，以及输入的UVW边缘事件可以输出到ELC
• 启用用于输入捕获和输入UVW的噪声滤波器
• 总线时钟： PCLKB，核心时钟： PCLKD

框图

 

 

相关引脚

 

 

寄存器

GTWP:写保护寄存器

GTSTR:软件启动计数器

GTSTP:软件停止计数器

GTCLR:软件清除计数器

GTSSR:配置计数启动源,引脚状态或者软件GTSTR

GTPSR:配置计数停止源,引脚状态或者软件GTSTP

GTCSR:配置计数清除源,引脚状态或者软件GTCLR

GTUPSR:计数器上计数源选择

GTDNSR:计数器下计数源选择

GTICASR:输入捕获源选择A

GTICBSR:输入捕获源选择B

GTCR:定时器模式,分频,启动配置

GTUDDTYC:计数方向,占空比设置

GTIOR:引脚相关配置

GTINTAD:中断配置

GTST:状态寄存器

GTBER:buffer使能

GTCNT:计数器

GTPR:周期设置

GTPBR:周期buffer

GTDTCR:死区控制

GTDVU:死区时间

OPSCR:输出相位控制

 

操作过程

1. 使能模块时钟MSTPCRD.MSTPD5 b5  MSTPCRD.MSTPD6 b6 设置为0分别对应使能GPT32n和 GPT164
2. 引脚配置

控制P501 产生呼吸灯效果,相应的引脚功能配置为GPT

对应GTP2

 

 

 

3. PWM相关寄存器配置

 

直接基于寄存器进行操作

 

\ra_cfg\fsp_cfg\bsp\bsp_mcu_family_cfg.h中定义了

#define BSP_MCU_GROUP_RA2L1 (1)

\ra\fsp\src\bsp\cmsis\Device\RENESAS\Include\renesas.h中

 #elif BSP_MCU_GROUP_RA2L1

  #include "R7FA2L1AB.h"

 

包含了 #include "R7FA2L1AB.h"

该头文件定义了各外设寄存器基地址

PWM寄存器组结构体是R_GPT

 

 #define R_GPT0         ((R_GPT0_Type *) R_GPT0_BASE)

 

所以直接寄存器操作包含renesas.h即可。

 

 

代码如下

void pwm_init(void)

{

rt_kprintf("PCLKD:%d\r\n",BSP_STARTUP_PCLKD_HZ);

 

R_MSTP->MSTPCRD_b.MSTPD5 = 0;

 

R_PMISC->PWPR_b.B0WI = 0;

R_PMISC->PWPR_b.PFSWE = 1;

 

R_PFS->PORT[5].PIN[1].PmnPFS_b.ASEL = 0;

R_PFS->PORT[5].PIN[1].PmnPFS_b.PSEL = 3;

R_PFS->PORT[5].PIN[1].PmnPFS_b.PCR = 1;

R_PFS->PORT[5].PIN[1].PmnPFS_b.PMR = 1;

R_PFS->PORT[5].PIN[1].PmnPFS_b.PDR = 1;

 

R_PMISC->PWPR_b.PFSWE = 0;

R_PMISC->PWPR_b.B0WI = 1;

 

 

 

R_GPT2->GTWP_b.PRKEY = 0xA5;

R_GPT2->GTWP_b.WP = 0;

 

R_GPT2->GTSSR_b.CSTRT = 1;

R_GPT2->GTPSR_b.CSTOP = 1;

R_GPT2->GTCSR_b.CCLR = 1;

 

R_GPT2->GTSTP_b.CSTOP2 = 1;   //stop

//R_GPT2->GTSTR_b.CSTRT2 = 1;

R_GPT2->GTCLR_b.CCLR2 = 1;

 

//R_GPT2->GTUPSR_b.

//R_GPT2->GTDNSRR_b.

//GTICASR

//GTICBSR

R_GPT2->GTCR_b.CST = 1;

R_GPT2->GTCR_b.MD=0; //Saw-wave PWM mode (single buffer or double buffer possible)

/*PCLKD 48MHz

0 0 0: PCLKD/1

0 0 1: PCLKD/4

0 1 0: PCLKD/16

0 1 1: PCLKD/64

1 0 0: PCLKD/256

1 0 1: PCLKD/1024

*/

R_GPT2->GTCR_b.TPCS = 0;

 

R_GPT2->GTUDDTYC_b.UD = 1;  //UPOBDTY[1:0]

R_GPT2->GTUDDTYC_b.OBDTY = 0; //GTIOCnB pin duty depends on the compare match

R_GPT2->GTIOR_b.GTIOB=0x0F;

R_GPT2->GTIOR_b.OBDFLT=0;

R_GPT2->GTIOR_b.OBHLD=0;

R_GPT2->GTIOR_b.OBE=1;

R_GPT2->GTCNT=0;

R_GPT2->GTCCR[1]=1000;

R_GPT2->GTPR=2000;

 

R_GPT2->GTWP_b.WP = 1;

R_GPT2->GTWP_b.PRKEY = 0x00;

 

}

 

void pwm_set(uint32_t duty,uint32_t period)

{

R_GPT2->GTWP_b.PRKEY = 0xA5;

R_GPT2->GTWP_b.WP = 0;

 

R_GPT2->GTSTP_b.CSTOP2 = 1;   //stop

R_GPT2->GTCLR_b.CCLR2 = 1;   //clear

R_GPT2->GTCCR[1]=duty;

R_GPT2->GTPR=period;

R_GPT2->GTSTR_b.CSTRT2 = 1;  //start

 

R_GPT2->GTWP_b.WP = 1;

R_GPT2->GTWP_b.PRKEY = 0x00;

}

 

 

测试

void hal_entry(void)

{

    rt_kprintf("\nHello RT-Thread!\n");

pwm_init();

    while (1)

    {

  static uint32_t duty=0;

  for(int i=0;i<100;i++)

{

pwm_set(duty,4800);

rt_thread_mdelay(10);

duty += 4800/100;

}

  for(int i=0;i<100;i++)

{

pwm_set(duty,4800);

rt_thread_mdelay(10);

duty -= 4800/100;

}

    }

}

 

总结

本文介绍了RA2L1的GPT模块,并以一个呼吸灯为实例,直接基于寄存器操作实现,这有助于理解模块。

实际该芯片的PWM是非常强大的，比如可以支持3相无刷电机的控制，本文只是以一个最简单的例子，作为引子，目的是讲解如何根据芯片手册，

一步一步实现模块的驱动，当然更复杂的应用场景也就可以按照实际实现。

 

 

 

lugl4313820

非常好的帖子，谢谢分享！

freebsder

格式乱掉了，谢谢分享！

秦天qintian0303

瑞萨RA系列没有底层封装吗？直接寄存器操作？

qinyunti

秦天qintian0303 发表于 2022-11-17 11:02 瑞萨RA系列没有底层封装吗？直接寄存器操作？

有FSP。

这里是为了介绍外设模块,直接根据寄存器操作更有利于理解外设模块。否则对于初用者，直接使用FSP会感觉很复杂。

秦天qintian0303

qinyunti 发表于 2022-11-17 11:20 有FSP。 这里是为了介绍外设模块,直接根据寄存器操作更有利于理解外设模块。否则对于初用者，直接使用 ...

FSP是不是相当于Cube那种啊？应该至少有个标准固件库才好