PWM

PWM为脉冲宽度调制，可输出一路可调不同占空比大小的脉冲

外设特性

五通道PWM

支持占空比模式，呼吸模式，软件模式，PDM模式，DTC模式

其中软件模式中支持单端，差分，classD，翻转输出模式

软件模式支持DMA搬运数据

软件模式支持DMA搬运数据

DTC模式总共有6路PWM输出

功能描述及使用

所有模式都是以不同方式输出不同周期占空比的脉冲

占空比，呼吸，软件，PDM模式都是由同一地址寄存器PWM_CTL控制

只有PWM0通道支持软件模式和PDM模式

当PWM0通道作软件模式的差分和classD方式输出时，硬件上将占用PWM1（不需要软件配置PWM1通道，只需指定PWM1通道的GPIO）

所有模式都存在两个比特，通道使能和通道输出使能比特去控制通道的输出，当只置位通道使能，不置位通道输出使能，通道将按照idle_polarity输出高低电平

工作时钟

五通道PWM时钟单独配置

PWM0~PWM3通道时钟分别由PWM0CLK~PWM3CLK控制，DTC模式由PWM4CLK控制

各时钟源的及配置与使能参看时钟配置模块

输出IO

GPIO作为PWM通道的输出复用，需要配置GPIO功能复用
配置接口为DEV_GPIO->CTL[gpio_x] = gpio_mfp
gpio_x为GPIO口的序号，gpio_mfp为功能复用号，PWM在GPIO上的复用见下表
IOx表示GOIO口，/x表示GPIO功能复用号

占空比模式

PWM0~PWM3支持占空比模式

普通PWM输出模式，可以修改周期和占空比

由两个参数控制，一个参数控制PWM的周期，由PWM_CTL.PWM_LEN比特域指定，一个参数控制PWM的占空比，由PWM_CTL.PWM_DUTY比特域指定。两参数的单位都是PWM通道的工作时钟

由于由PWM_CTL.PWM_LEN比特域只有8bit，最大输出PWM周期为256；PWM_CTL.PWM_DUTY比特域由9bit，但值范围只能0~256

当未置位通道输出使能比特时，会输出空闲极性，由PWMn_CTL.PWM_IDP控制

使用

1. 使能PWM模块，并配置通道时钟

置位CMU_CLKEN0.PWM，开启PWM模块时钟

置位RMU_RSTEN0.PWM，释放PWM模块

配置CMU_PWMnCLK寄存器，选择通道工作时钟源，并打开通道工作时钟

2. 配置PWMn_CTL，配置占空比模式参数

配置PWMn_CTL.MODE，值设定为0，意为通道以占空比模式运行

配置PWMn_CTL.PWM_IDP指定未置位通道输出使能比特时，通道输出的电平极性。值为0表示输出低电平，置位1表示输出高电平

配置PWMn_CTL.LEN比特域，指定通道输出PWM的周期，单位为通道的工作时钟

配置PWMn_CTL.DUTY比特域，指定通道输出PWM的高电平个数，单位为通道的工作时钟

配置PWMn_CTL.NUM比特域，指定通道输出PWM个数后，产生PWM_PD.BTH_END的值

配置PWMn_CTL.EN比特，值设为1，使能通道

3. 使能通道输出

配置PWMn_CTL.PWM_OE，值设为1，使能通道输出

4. 修改PWM

根据实际情况修改PWMn_CTL.LEN和PWMn_CTL.DUTY输出不同PWM

呼吸模式

PWM0~PWM3支持该模式

呼吸模式本质仍是不同占空比的PWM输出，由三个参数指定。输出时，先输出一定数量占空比为0%的PWM，数量由参数PWMn_CTL.PWM_LNUM指定；再输出一定数量由%0占空比逐步升到100%占空比的PWM，数量由参数PWMn_CTL.PWM_QNUM指定；再输出一定数量100%占空比的PWM，数量由参数PWMn_CTL.PWM_HNUM指定，最后，输出一定数量由100%逐步降到0%占空比的PWM，数量由参数PWMn_CTL.PWM_QNUM指定。如此往复输出。当由100%降到0%时，产生PWM_PD.BTH_PD，即一个完整呼吸

输出的PWM周期固定为256，单位为通道的工作时钟

使用

1. 使能PWM模块，并配置通道时钟

置位CMU_CLKEN0.PWM，开启PWM时钟

置位RMU_RSTEN0.PWM，释放PWM模块

配置CMU_PWMnCLK寄存器，选择通道工作时钟源，并打开通道工作时钟

2. 配置PWMn_CTL，配置软件模式参数

配置PWMn_CTL.MODE，值设定为1，意为通道以呼吸模式运行

配置PWMn_CTL.PWM_IDP指定未置位通道输出使能比特时，通道输出的电平极性。值为0表示输出低电平，置位1表示输出高电平

配置PWMn_CTL.QNUM比特域，指定从满低电平到满高电平和从满低电平到满高低电平PWM个数，实际个数加一再乘以32

配置PWMn_CTL.LNUM比特域，指定满低电平PWM个数，实际个数加一

配置PWMn_CTL.HNUM比特域，指定满高电平PWM个数，实际个数加一

配置PWMn_CTL.EN比特，值设为1，使能通道

3. 使能通道输出

配置PWMn_CTL.PWM_OE，值设为1，使能通道输出

4. 修改PWM

根据实际情况修改PWMn_CTL.QNUM和PWMn_CTL.LNUM，PWMn_CTL.HNUM输出不同PWM

软件模式

只有PWM0支持该模式。配置由通道PWM0控制，但可能多占用PWM1通道输出，后续描述此现象

此模式下，PWM的参数设定更加细致，配置更为灵活，功能更全面。输出的数据由PWM0_TX_DAT填入，且PWM0_TX_DAT是数据FIFO的入口地址，FIFO深度为8。该模式下，又可分为四个不同的输出模式，即在同样的PWM参数配置下，可以以不同形式输出PWM。

四种输出模式分别为单端，翻转，差分，classd，其中单端模式和翻转模式，只有PWM0通道输出脉冲；差分和classd硬件自动占用PWM1（不需要软件配置，只需要使能GPIO的复用），从PWM0和PWM1通道上输出脉冲

下图为各输出模式与部分参数的关系输出图

单端

只在PWM0通道上输出PWM波形，PWM0_TX_DAT指定一个脉冲周期中，高电平占时钟的个数，且只有正数对应的值

翻转

只在PWM0通道上输出PWM波形，PWM0_TX_DAT交替指定高电平占时钟个数和低电平占时钟个数。且只有正数对应的值。适合红外输出

差分

会在PWM0通道和PWM1通道上输出，PWM1由硬件打开，软件上不用配置，PWM0_TX_DAT中有效数据指定脉冲周期中，高电平占时钟个数，单位为PWM0通道的工作时钟。数据认为有正有负，当值为正数时，在PWM0通道上输出，当值为负数时，在PWM1通道上输出，PWM0_TX_DAT中有效数据的绝对值指定脉冲周期中，高电平占时钟个数。

ClassD

会在PWM0通道和PWM1通道上输出，PWM1由硬件打开，软件上不用配置，PWM0_TX_DAT中有效数据指定PWM0通道与PWM1通道上高电平占时钟个数的差。数据有正负，当值为正数时，在脉冲周期中PWM0通道比PWM1通道多的高电平占时钟个数，当值为负数时，在脉冲周期中PWM0通道比PWM1通道少的高电平占时钟个数。

使用

1. 使能PWM模块，并配置通道时钟

置位CMU_CLKEN0.PWM，开启PWM时钟

置位RMU_RSTEN0.PWM，释放PWM模块

配置CMU_PWM0CLK寄存器，选择通道工作时钟源，并打开通道工作时钟。

PWM0CLK时钟可以设置占空比，不以方波形式输出，当置位DUTY_MODE，DUTY_VAL的值指定低电平的占分频的个数

2. 配置PWM0_CTL，配置软件模式参数

配置PWM0_CTL.MODE，值设定为2，意为通道以软件模式方式运行

配置PWM0_CTL.OUT_SET和PWM0_CTL.OUT_VAL，指定idle_polarity。当PWM0_CTL.OUT_SET值为1，PWM0_CTL.OUT_VAL低和高两个比特分别指定PWM0通道和PWM1通道空闲时的输出极性；当PWM0_CTL.OUT_SET值为0，PWM0_CTL.OUT_VAL值无效

配置PWM_CTL.OUT_FMT,指定输出模式，值为0表示单端输出模式，值为1表示翻转输出模式，值为2表示差分输出模式，置位3表示classD输出模式

配置PWM0_CTL.WIDTH，指定PWM0_TX_DAT有效数据比特宽度，0~11分别指5~16比特的有效数据宽度

配置PWM0_CTL.LEN，指定PWM的周期，实际值与PWM0_CTL.WIDTH共同决定。具体为，当PWM0_CTL.LEN设定为0，PWM0_CTL.WIDTH值0~11，周期分别为32、64、128、256、512、1024、2048、4096、8192、16384、32768、65536；当PWM0_CTL.LEN设定为1，PWM0_CTL.WIDTH值0~11，周期分别为30、60、120、250、500、1000、2000、4000、8000、16000、32000、64000

配置PWM0_CTL.FMT，指定PWM0_TX_DAT中有效数据的个数，0~3分别指1-4个有效数据

配置PWM0_CTL.SGN_FMT，指定PWM0_TX_DAT中有效数据的符号格式，值为0表示最高位表示符号位，值为1表示补码形式表示符号。注意：最高位不是值有效比特的最高位，而是与PWM0_CTL.FMT有关，是在下图中每个数据的最高位

配置PWM0_CTL.FIFO_CONT，指定当PWM0_TX_DAT对应FIFO数据全部输出完毕，即空的时候，PWM0通道输出行为，当值为0，就停止输出，进入IDLE。输出idle_polarity的值，当值为1，继续输出FIFO最后一个word的值（注意是最后一个word的值，不是最后一个有效数据的值）

配置PWM0_CTL.FIFO_THR，指定PWM0_TX_DAT的FIFO阈值，用于触发PWM_PD.FIFO_THR，当FIFO中剩余数据小于等于设定阈值时，产生pending。注意FIFO深度为8。不能为0

配置PWM0_CTL.RPT，指定每个有效数据在通道输出时的重复次数，即一个有效数据被重复输出的次数。值0-15分别表示1-16次输出

配置PWM0_CTL.MOD_OUT设定输出PWM是否加上时钟调试。0表示不加上时钟调制，值未1，表示输出加上时钟调制

配置PWM0_CTL.EN,值为1使能通道

3. 使能通道输出

配置PWM0_CTL.PWM_OE使能通道输出

4. 填入数据

读取PWM0_STA.FULL。若未置位，通过PWM0_TX_DAT向FIFO中填入数据

PDM模式

只有PWM0支持该模式

PDM模式是将PWM0_TX_DAT的数据，直接按数据比特的方式从PWM0通道输出

使用

1. 使能PWM模块，并配置通道时钟

置位CMU_CLKEN0.PWM，开启PWM时钟

置位RMU_RSTEN0.PWM，释放PWM模块

配置CMU_PWM0CLK寄存器，选择通道工作时钟源，并打开通道工作时钟

2. 配置PWM0_CTL，配置PDM模式参数

配置PWM0_CTL.MODE，值设为3，设置通道工作模式为PDM模式

配置PWM0_CTL.PWM_IDP，设置通道空闲时的输出极性，0表示空闲输出低电平，1表示空闲输出高电平

配置PWM0_CTL.FIFO_THR，设定PWM0_TX_DAT的FIFO阈值，当FIFO中剩余数据小于等于设定值时，产生PWM_PD.FIFO_THR

配置PWM0_CTL.FIFO_CONT，设定FIFO空时，PWM输出行为，当值设为0，FIFO空时，PWM输出PWM_IDP设定值。当值设为1，FIFO空时输出FIFO中最后一个word的数据

置位PWM0_CTL.EN，设为1，使能通道

3. 使能通道输出

配置PWM0_CTL.PWM_OE，值设未1，使能通道输出

填入数据

读取PWM0_STA.FULL。若未置位，通过PWM0_TX_DAT向FIFO中填入数据

DTC模式

只有PWM4支持该模式，即DTC

该模式为3对即共6路PWM输出通道构成，3对输出命名分别为U、V、W，由一个参数控制输出周期，由三个不同参数控制占空比，每对输出通道由H、L两路输出通道构成。用于驱动三项电机。

假定驱动电路原理图如下

PWMC0,PWMC1为通道U

PWMC2,PWMC3为通道V

PWMC4,PWMC5为通道W

每对输出通道默认互补，可以配置输出反向，使输出相同。

支持死区时间设置

为了避免每对通道输出的PWM，不会同时导通一路上下mos管，可以添加死区时间

单对输出示意图如下图

支持急刹功能。可以通过指定急刹控制GPIO，当GPIO上有指定电平时，停止输出PWM，当GPIO上指定电平变化，重新以一个完整的PWM继续输出。

使用

1. 使能PWM模块，并配置通道时钟

置位CMU_CLKEN4.PWM，开启PWM时钟

置位RMU_RSTEN4.PWM，释放PWM模块

配置CMU_PWM4CLK寄存器，选择通道工作时钟源，并打开通道工作时钟

2. 配置周期

配置PWM_DTC_CFG1,设定U、V、W通道的周期

3. 配置占空比

配置PWM_DTC_CFG0,分别设定U、V、W通道的占空比

4. 配置空闲极性

配置PWM_DTC_IPE.Oxx_IDP，指定各输出通道的空闲极性，0表示空闲输出低，1表示空闲极性为高

5. 配置PWM_DTC_CTL

配置PWMUVW_EN比特，使能通道

配置Oxx_POL比特，设定极性翻转输出，1表示翻转输出极性，0表示不反转。xx的含义：第一个x用U、V、W替换，代表通道，第二个x用L、H替换，代表各通道下互补的输出PWM

配置DIR和CNT_MODE比特，设置一对通道输出的对齐方式，当CNT_MODE值为1，为中心对齐方式；当CNT_MODE为0且DIR值为0，表示上升沿右对齐；当CNT_MODE为0，且DIR值为1，表示下降左沿对齐

配置EMBxx_POL比特，指定各通道，在刹车后输出的极性，1表示刹车首输出高电平，0表示刹车后输出低电平。xx的含义：第一个x用U、V、W替换，代表通道，第二个x用L、H替换，代表各通道下互补的输出PWM

配置EMB_POL比特，指定启动刹车时，控制引脚电平的极性。0表示控制引脚为低电平时刹车，1表示控制引脚为高时刹车

配置EMB_EN比特，0表示关闭刹车功能，1表示打开刹车功能

配置PWMxx_EN比特，置位1，使能各路PWM。xx的含义：第一个x用U、V、W替换，代表通道，第二个x用L、H替换，代表各通道下互补的输出PWM

6. 配置输出极性

配置PWM_DTC_IPE.PWMOxx_OE比特，使能通道输出。xx的含义：第一个x用U、V、W替换，代表通道，第二个x用L、H替换，代表各通道下互补的输出PWM

7. 修改输出

根据实际情况修改PWM_DTC_CFG1和PWM_DTC_CFG0的值，输出不同周期占比的PWM

API说明

API接口将PWM模块重新按功能分为3个模块–PWM、SWM、DTC

PWM 模块为占空比模式和呼吸软件模式

SWM 模块为软件模式和PDM模式

DTC 模块为DTC模式

注意: SWM模式和PWM0不可同时启用；当SWM选择差分或classd方式输出，硬件还会继续占用PWM1，故此时PWM1也不能使用

PWM模块

简介

支持占空比模式和呼吸模式的配置，

支持单个PWM输出和多个PWM输出中断的管理

enum pwm_channel_t

PWM通道枚举

PWM0: PWM通道0
PWM1: PWM通道1
PWM2: PWM通道2
PWM3: PWM通道3

说明

枚举为了方便可以通道同时初始化，关闭等功能而设计，即函数通道参数可以使用枚举成员或运算表示同时配置多个通道

enum pwm_source_clk_t

PWM通道时钟源

PWM_Clock_OSCPMU: 32kHz时钟
PWM_Clock_OSCAUDIO: 49.152MHz时钟
PWM_Clock_OSCCORE: corepll时钟，大小由corepll配置决定，参看时钟配置模块 XX
PWM_Clock_EXTCLK: 外部输入时钟

enum pwm_it_type_t

PWM通道中断

PWM_Period_IT: 单个PWM输出中断
PWM_Number_IT: 多个PWM输出中断。对于占比模式需要配置NUMBER，对于呼吸模式，整个呼吸过程产生该中断

说明

PWM_Period_IT表示占空比模式和呼吸模式，输出单个PWM时，产生的pending，若使能该中断，将进入对应中断服务函数
PWM_Number_IT在占空比模式，表示配置的PWM_CTL.NUMBER个的PWM输出产生的pending，在呼吸模式，表示一个完整的“呼吸”，即0%占空比到100%占空比，再回到0%占空比一个完成的过程，产生的pending
pending 的产生，与中断的使能没有关系。两中断的中断服务函数是同一函数入口，需要在中断服务函数中判断触发中断的pending

void pwm_clock_set(pwm_channel_t PWMx, pwm_source_clk_t source_clk, uint32_t div)

PWM通道时钟设置

参数

PWMx – PWM通道号参数范围pwm_channel_t,可选PWM0,PWM1,PWM2,PWM3
source_clk – source_clk可选时钟源，参数选pwm_source_clk_t
div – 时钟分频系数，范围1-8192

返回

无

void pwm_duty_mode_init(pwm_channel_t PWMx, uint32_t period, uint32_t duty, soc_set_t idle_polarity, uint32_t number);

PWM通道占空比模式初始化

参数

PWMx – PWM通道号参数范围pwm_channel_t,可选PWM0,PWM1,PWM2,PWM3
period – PWM 周期cycles，参数范围1-256
duty – PWM 高电平cycles，参数范围0-256
idle_polarity – 未调用pwm_start函数时，PWM输出极性，范围soc_set_t
number – 产生PWM_Number_IT的PWM输出数量，范围1-64

返回

无

void pwm_duty_mode_set(pwm_channel_t PWMx, uint32_t period, uint32_t duty)

PWM通道占空比模式参数设置

参数

PWMx – PWM通道号参数范围pwm_channel_t,可选PWM0,PWM1,PWM2,PWM3
period – PWM 周期cycles，参数范围1-256
duty – PWM 高电平cycles，参数范围0-256

返回

无

void pwm_breath_mode_init(pwm_channel_t PWMx, uint32_t h_num, uint32_t l_num, uint32_t q_num, soc_set_t idle_polarity)

PWM通道呼吸模式初始化

参数

PWMx – PWM通道号参数范围pwm_channel_t,可选PWM0,PWM1,PWM2,PWM3
h_num – PWM 满高电平输出个数，参数范围1-256
l_num – PWM 满低电平输出个数，参数范围1-256
q_num – 从满低电平到满高电平和从满低电平到满高低电平个数，设置值1-16，实际个数再乘以32
idle_polarity – 未调用pwm_start函数时，PWM输出极性，范围soc_set_t

返回

无

void pwm_breath_mode_set(pwm_channel_t PWMx, uint32_t h_num, uint32_t l_num, uint32_t q_num)

PWM通道呼吸模式参数设置

参数

PWMx – PWM通道号参数范围pwm_channel_t,可选PWM0,PWM1,PWM2,PWM3
h_num – PWM 满高电平输出个数，参数范围1-256
l_num – PWM 满低电平输出个数，参数范围1-256
q_num – 从满低电平到满高电平和从满低电平到满高低电平个数，设置值1-16，实际个数再乘以32

返回

无

void pwm_deinit(pwm_channel_t PWMx)

PWM通道去初始化

参数

PWMx – PWM通道号参数范围pwm_channel_t,可选PWM0,PWM1,PWM2,PWM3

返回

无

void pwm_start(pwm_channel_t PWMx)

PWM通道开始输出pwm

参数

PWMx – PWM通道号参数范围pwm_channel_t,可选PWM0,PWM1,PWM2,PWM3

返回

无

void pwm_abort(pwm_channel_t PWMx)

PWM通道停止输出pwm

参数

PWMx – PWM通道号参数范围pwm_channel_t,可选PWM0,PWM1,PWM2,PWM3

返回

无

void pwm_irq_enable(pwm_channel_t PWMx, pwm_it_type_t it_type)

PWM通道中断使能

参数

PWMx – PWM通道号参数范围pwm_channel_t,可选PWM0,PWM1,PWM2,PWM3
it_type –
中断类型，参数范围pwm_it_type_t
- PWM_Period_IT: 单个PWM输出中断
- PWM_Number_IT: 多个PWM输出中断，对于占比模式需要配置NUMBER，对于呼吸模式，整个呼吸过程产生该中断

返回

无

void pwm_irq_disable(pwm_channel_t PWMx, pwm_it_type_t it_type)

PWM通道中断失能

参数

PWMx – PWM通道号参数范围pwm_channel_t,可选PWM0,PWM1,PWM2,PWM3
it_type –
中断类型，参数范围pwm_it_type_t
- PWM_Period_IT: 单个PWM输出中断
- PWM_Number_IT: 多个PWM输出中断，对于占比模式需要配置NUMBER，对于呼吸模式，整个呼吸过程产生该中断

返回

无

soc_set_t pwm_irq_get_flag(pwm_channel_t PWMx, pwm_it_type_t it_type)

获取PWM通道中断pending

参数

PWMx – PWM通道号参数范围pwm_channel_t,可选PWM0,PWM1,PWM2,PWM3
it_type –
中断类型，参数范围pwm_it_type_t
- PWM_Period_IT: 单个PWM输出中断
- PWM_Number_IT: 多个PWM输出中断，对于占比模式需要配置NUMBER，对于呼吸模式，整个呼吸过程产生该中断

返回

pending状态

返回值

Reset – pending未置位
Set – pending置位

void pwm_irq_clear_flag(pwm_channel_t PWMx, pwm_it_type_t it_type)

清除PWM通道中断pending

参数

PWMx – PWM通道号参数范围pwm_channel_t,可选PWM0,PWM1,PWM2,PWM3
it_type –
中断类型，参数范围pwm_it_type_t
- PWM_Period_IT: 单个PWM输出中断
- PWM_Number_IT: 多个PWM输出中断，对于占比模式需要配置NUMBER，对于呼吸模式，整个呼吸过程产生该中断

返回

无

void pwm_irq_handler()

PWM中断处理函数

返回: 无
Note: 需要在pwm_irq_entry中调用
Note: 弱函数，用户可再定义同名函数

使用

确认通道未被使用

pwm_clock_set(PWMx,source_clk,div)设置通道时钟

调用pwm_duty_mode_init()或pwm_breath_mode_init()初始化通道

调用pwm_start(PWMx)使通道开始输出pwm

根据情况调用pwm_duty_mode_set()或pwm_breath_mode_set()修改通道参数