多路可編程pwm芯片設(shè)計

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1、多路可編程PWM芯片設(shè)計www.dxsdz.cn2009-9-1轉(zhuǎn)貼摘要：　系統(tǒng)中的H橋驅(qū)動電路采用2路脈寬調(diào)制器(PWM)信號驅(qū)動一個電機(jī)來控制其正，反兩個方向的運(yùn)轉(zhuǎn)，且兩路信號必須有一定的時間間隔來避免驅(qū)動電流過大損害驅(qū)動元件?！　∠到y(tǒng)中的H橋驅(qū)動電路采用2路脈寬調(diào)制器(PWM)信號驅(qū)動一個電機(jī)來控制其正，反兩個方向的運(yùn)轉(zhuǎn)，且兩路信號必須有一定的時間間隔來避免驅(qū)動電流過大損害驅(qū)動元件。為使其能靈活應(yīng)用，針對系統(tǒng)要求，PWM控制器應(yīng)具備以下功能：　　3路獨(dú)立PWM輸出，每路輸出2個驅(qū)動信號，周期、占空比、死區(qū)時間可編程，對應(yīng)

2、10MHz系統(tǒng)時鐘，周期為1μs-6.5536ms;　　精簡地址線，節(jié)省外圍引腳及地址資源占用;　　提供與8/16bits單片機(jī)的雙向數(shù)據(jù)接口，內(nèi)置地址/數(shù)據(jù)鎖存器。　　PWM結(jié)構(gòu)規(guī)劃　　在采用自頂向下(Top_Down)正向設(shè)計中，芯片的結(jié)構(gòu)劃分，規(guī)格定制是整個設(shè)計中最重要的環(huán)節(jié)，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計將決定整個設(shè)計的成敗[1][2]?！　WM輸出信號的周期、脈寬、死區(qū)時間等參數(shù)可以通過加載內(nèi)部的寄存器來實(shí)現(xiàn)，寫入PWM芯片的數(shù)據(jù)分?jǐn)?shù)據(jù)字與控制字兩部分。由內(nèi)部控制邏輯模塊來處理控制字信息，并譯碼產(chǎn)生各內(nèi)部通道內(nèi)部信息寄存器的片選信

3、號。數(shù)據(jù)字通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線在各通道模塊傳遞PWM的特征信息數(shù)據(jù)。　　芯片內(nèi)部的各模塊通過內(nèi)部片選結(jié)合讀寫使能完成數(shù)據(jù)交換。芯片與外圍控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時采用雙模式接口(8/16bits)，可通過外置選擇引腳DataWidth來選配?！　⌒酒暮诵氖怯?個完全獨(dú)立且相同的通道模塊構(gòu)成。通道內(nèi)部的數(shù)據(jù)接口將完成外部讀寫邏輯(RWLogic)傳輸?shù)絻?nèi)部數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)收發(fā)工作。PWM周期生成模塊(ClkGen)則依據(jù)寫入的周期信息，輸出PWM的周期控制信號?！　WM輸出由通道狀態(tài)機(jī)完成，通道接收到PWM信息數(shù)據(jù)后，進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，合格

4、的數(shù)據(jù)將在合適的條件下啟動狀態(tài)機(jī)，并在不同的狀態(tài)下完成PWM輸出。不合格的數(shù)據(jù)將被忽略。　　地址/數(shù)據(jù)鎖存則依據(jù)通用74LS373的邏輯功能，編寫一個完全可替代的L74LS373來實(shí)現(xiàn)?！　「鶕?jù)總體構(gòu)建思路，最終的芯片總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。　　PWM電路結(jié)構(gòu)設(shè)計　　從圖1中開可以看出，PWM主要由模塊片選譯碼、控制邏輯、讀寫邏輯、通道等四個模塊組成，下面簡要介紹各部分功能?！　∧K片選譯碼模塊通過地址信號Addr與片選信號Csb通過組合邏輯電路生成內(nèi)部各子模塊的片選信號?！　D1PWM整體結(jié)構(gòu)圖　　控制邏輯模塊主要產(chǎn)生通道內(nèi)部

5、Regs(寄存器)片選控制信號、各通道輸出控制信號，并完成精簡地址線的操作。　　每個通道都包含各自獨(dú)立的4個16bits的Regs—正向信號長度、負(fù)向信號長度、死區(qū)長度、周期長度，控制字寄存器為8bits，因此整個芯片至少將占用3×4×2+1=25個地址(每個地址存儲8bits數(shù)據(jù))，傳統(tǒng)做法則至少需要5根地址線譯碼，而采用區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)信息類型(控制字，數(shù)據(jù)字)，則可以精簡地址線到2根。相對單片機(jī)緊缺的外面地址資源而已，好處是顯而易見的。具體來說，通過對寫入ControlRegister(控制字寄存器)的值進(jìn)行分析，結(jié)合數(shù)據(jù)傳輸寬

6、度生成內(nèi)部Regs片選控制信號，這樣就可以通過控制字信息來完成內(nèi)部Regs的地址譯碼，同時反饋被操作的寄存器的信息到RWLogic模塊完成8/16bits的數(shù)據(jù)讀寫操作?！　≈档米⒁獾氖牵捎赑WM內(nèi)部包含3個完全一樣的獨(dú)立通道，因此為了更方便的對控制字進(jìn)行操作，通過對控制字寄存器的分析，控制邏輯電路將自動將當(dāng)前被操作通道的控制寄存器信息存儲在對應(yīng)的控制寄存器備份中。這樣既方便在編程中靈活的操作各通道，又可避免在讀寫過程中誤修改非相干通道控制信息。　　讀寫邏輯模塊用于處理外部數(shù)據(jù)Data[15：0](包括外部為16位或8位數(shù)據(jù)

7、總線連接方式)到內(nèi)部DataInternal[15：0]的轉(zhuǎn)換。　　當(dāng)DataWidth為1，采用16bits的數(shù)據(jù)傳輸、當(dāng)DataWidth為0,采用8bits數(shù)據(jù)傳輸。PWM能完成對外部8bits或16bits的信息傳輸要求，準(zhǔn)確的讀寫內(nèi)部16bits的Regs，其具體實(shí)現(xiàn)方法如下：　　采用16bits傳輸時，內(nèi)部數(shù)據(jù)采用16bits傳輸，因此可以采用每個地址對應(yīng)16bits數(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù)位一一對應(yīng)的傳輸方式?！　〔捎?bits傳輸時，內(nèi)部數(shù)據(jù)采用16bits傳輸，因此通過分析地址的奇偶特性可以確定數(shù)據(jù)高低字節(jié)存放，具體來

8、說通過ControlLogic反饋的字節(jié)選擇位，讀寫邏輯電路能夠自適應(yīng)的把16bits的Regs的數(shù)據(jù)信息分割加載到合適的數(shù)據(jù)通道上，完成數(shù)據(jù)的輸入輸出控制?！　榱司啍?shù)據(jù)線，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向流通，本模塊通過由片選，讀寫使能信號控制的雙向的三態(tài)門接口電路隔離讀寫信息?！　⊥ǖ?/p>