本應(yīng)用筆記介紹如何在MAXQ2微控制器上使用定時器2000型產(chǎn)生脈寬調(diào)制（PWM）波形。它還討論了使用定時器類型 2 生成 PWM 時應(yīng)考慮的問題。

介紹

脈寬調(diào)制（PWM）是一種信號占空比傳達意義的技術(shù)。具體來說，時鐘信號處于邏輯高電平與邏輯低電平的時間量告訴信號的接收器做某事。PWM通常用于控制風扇速度以及直流和伺服電機。通過風扇速度控制，脈沖的高時間越長，風扇運行得越快。將PWM與一些外部電路結(jié)合使用，甚至可以通過將已知時間常數(shù)的RC電路充電特定時間長度來實現(xiàn)簡單的數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）。增加比較器電路可以創(chuàng)建一個簡單的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。您甚至可以為電池充電，這需要不同的外部電路和更高級的更改。本應(yīng)用筆記說明如何使用MAXQ2微控制器上的定時器2000型來產(chǎn)生和控制PWM。

MAXQ2000和定時器類型2

MAXQ2000為低功耗、高性能RISC LCD微控制器，具有多種外設(shè)和特性，包括16個2位定時器。這些 Type 8 定時器提供許多功能：16/2 位定時器/計數(shù)器、自動重新加載、外部脈沖計數(shù)、捕獲和比較。2000類定時器還為MAXQ2000提供PWM功能。

PWM 信號生成

MAXQ2000的定時器類型2利用比較自動重載產(chǎn)生PWM信號。每次定時器溢出或具有比較值匹配時，它都會切換輸出引腳 T2P 和 T2PB 的邏輯狀態(tài)。圖1顯示了基周期（1/fB） 對應(yīng)于計時器的溢出。計時器和重新加載寄存器應(yīng)設(shè)置為一個值，該值將溢出并每 1/ 重新加載一次fB秒。使用公式 1 確定此值：

其中 T2R16是計時器類型 2 的初始值以及重新加載值。系統(tǒng)Clk可以是實際系統(tǒng)時鐘，即16MHz，也可以是可選的32kHz時鐘。如果基本頻率，fB，明顯小于系統(tǒng)頻率，T2DIV可用于將輸入時鐘分頻到更合理的電平。

PWM波形的高電平時間，tH，對應(yīng)于計時器比較寄存器的匹配。比較寄存器應(yīng)設(shè)置為匹配的值tH每次重新加載后。為此，請使用公式 2。重要的是要記住tH必須小于基期。另請注意，比較輸出切換發(fā)生在匹配后的下一個計時器時鐘周期上，這解釋了以下等式中的 -1。如果高電平時間和基周期相同，則輸出波形在溢出時只會切換一次，從而導致半速波，從而導致問題。

在某些應(yīng)用中tH可以用百分比或占空比 （DC） 來描述。在這種情況下，使用以下公式3，其中50%的直流（一半高，一半低）表示為0.50。

圖1.脈寬調(diào)制波形。

考慮

一些PWM應(yīng)用需要改變波形的基本頻率或修改高電平時間。在進行這些更改之前，使用 TR2 停止計時器非常重要。否則，PWM波形可能會反轉(zhuǎn)，因為定時器會額外切換輸出時間。停止和重新啟動定時器可確保波形一致。

某些硬件對如上所述停止和重新啟動PWM波形而導致的PWM毛刺很敏感。如果需要無毛刺PWM，則在更新定時器寄存器時必須更加小心。一種方案使用溢出和比較標志作為更新信號。設(shè)置比較標志/中斷標志后，更新重新加載寄存器。設(shè)置溢出標志后，更新比較寄存器。此方案允許以可預(yù)測的方式進行更改。請注意，此方案在邊界附近可能會出現(xiàn)問題。具體而言，如果計時器輸入是未分割的系統(tǒng)時鐘，則嘗試將比較寄存器更新為比重新加載多一個計數(shù)可能會導致意外行為。

由于輸出的切換行為，考慮引腳的初始狀態(tài)非常重要。輸出的初始狀態(tài)由T2POL控制;如果設(shè)置為 0，則反轉(zhuǎn)輸出信號。此行為可以在下面附錄中的雙 8 位計時器示例中看到。

MAXQ2000和定時器類型2支持專業(yè)應(yīng)用所需的許多選項。通過使用主輸出引腳作為門控輸入，可以在次級輸出引腳上對PWM信號進行選通。這有效地停止了定時器滴答聲，并將停止PWM信號。其他專用模式包括單次和門控單次。

定時器類型 2 還支持在三種 8 位模式下生成 PWM 信號。這些模式允許在不需要 16 位定時器的更高精度時將定時器用于多個任務(wù)。雙 8 位模式允許定時器生成兩個獨特的 PWM 信號，而其他 8 位模式僅支持次級引腳 T2PB 上的 PWM 輸出。要在 8 位模式下配置計時器，請使用公式 1 和 2 重新加載和比較值，但用 256 代替 65536。

系統(tǒng)時鐘頻率會影響輸出波形的精度。例如，16MHz時鐘的分頻比8.14MHhz時鐘的分頻頻率要均勻得多。許多快速計時器時鐘周期比兩個大的慢計時器刻度具有更高的準確性。因此，7456 位定時器比 16 位定時器更準確。

審核編輯：郭婷