基于FPGA的可編程PWM電路設(shè)計(jì)

3 PWM編程

PWM的工作模式由外部引腳與內(nèi)部控制字寄存器決定。

3.1PWM芯片的工作模式

PWM芯片的工作模式可由PWMh_b來(lái)設(shè)定：

當(dāng)其為1時(shí)，為全局使能輸出，此時(shí)為正常工作模式，但各Channel工作模式可取決于其PWMEN位的值；而當(dāng)PWMh_b為0時(shí)，全局禁止輸出，此時(shí)整個(gè)芯片不工作，芯片進(jìn)入低功耗模式，同時(shí)時(shí)鐘被禁止輸入到內(nèi)部通道模塊。

3.2 PWM芯片的控制字寄存器

對(duì)于控制字寄存器ControlReg[7：0]：在其地址[A1，A0]=00的情況時(shí)，其操作格式如表1所列。

由于控制字寄存器僅有一個(gè)，但實(shí)際各通道都有一個(gè)備份的控制字寄存器來(lái)控制對(duì)應(yīng)的通道。因此并不會(huì)由于對(duì)某通道控制字的操作而影響其它無(wú)關(guān)的通道。本格式中的各位定義如下：

PWMEN：當(dāng)芯片全局使能輸出時(shí)，此位可決定各通道PWM的輸出使能，當(dāng)PWMh_b為1時(shí)，各通道的輸出正常，為0時(shí)，則通道禁止輸出；

Channel2Cs：選通Channel2。使能對(duì)Channel2模塊的操作，并將控制字信息存儲(chǔ)到通道2的備份控制字；

ChannellCs：選通Channell。使能對(duì)Channell模塊的操作，并將控制字信息存儲(chǔ)到通道1的備份控制字；

Channel0Cs：選通Channel0。使能對(duì)Channel0模塊的操作，并將控制字信息存儲(chǔ)到通道0的備份控制字；

[B2，B1，B0]：內(nèi)部寄存器片選譯碼。每個(gè)通道的PWM內(nèi)部都有8個(gè)寄存器地址。通過(guò)ChannelX的選通結(jié)合[B2，B1，B0]的譯碼，可產(chǎn)生內(nèi)部通道Regs的片選信號(hào)。

3.3 PWM編程

PWM芯片的引腳排列如圖4所示，當(dāng)其在上電加載時(shí)鐘后，所有通道都禁止輸出。系統(tǒng)通過(guò)采樣DataWidth來(lái)確定外圍數(shù)據(jù)接口的寬度，如果采用16bits傳輸(DataWidth=1)，則Data[15：0]都使用；如果采用8bits傳輸(DataWidth=0)，則僅使用Data[7：0]，而將高8bits接地。

復(fù)位(Reset_b)結(jié)束后，在片選(Cs_b)有效的情況下，可以對(duì)芯片進(jìn)行讀寫操作。對(duì)通道的一次完整的讀寫包括寫控制字與讀寫通道寄存器兩個(gè)過(guò)程，寫控制字選中通道內(nèi)寄存器，讀寫通道寄存器則可獲取通道寄存器信息，只有當(dāng)合理的數(shù)據(jù)寫入后，且在PWMH-_b有效(PWMH_b=1)時(shí)，PWM內(nèi)部通道才使能輸出信號(hào)。一般情況下，各通道的輸出使能由各通道的控制字寄存器的PWM_EN位決定。

采用控制字自動(dòng)備份的方式可使控制字的編程更加靈活。它既可以使同一個(gè)類型的寄存器(不同通道)一起寫控制字，亦可對(duì)同一個(gè)通道一塊操作。但是所有控制字命令都可以在PWM的控制字命令列表中查詢。

4 PWM的仿真及驗(yàn)證

PWM的仿真是PWM功能驗(yàn)證的必要環(huán)節(jié)。可以Modelsim結(jié)合腳本文件進(jìn)行仿真，并采用89C51結(jié)合FPGA驗(yàn)證板對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證。