脉宽调制采用MAXQ2000定时器2型

本应用笔记介绍如何在MAXQ2微控制器上使用定时器2000型产生脉宽调制（PWM）波形。它还讨论了使用定时器类型 2 生成 PWM 时应考虑的问题。

介绍

脉宽调制（PWM）是一种信号占空比传达意义的技术。具体来说，时钟信号处于逻辑高电平与逻辑低电平的时间量告诉信号的接收器做某事。PWM通常用于控制风扇速度以及直流和伺服电机。通过风扇速度控制，脉冲的高时间越长，风扇运行得越快。将PWM与一些外部电路结合使用，甚至可以通过将已知时间常数的RC电路充电特定时间长度来实现简单的数模转换器（DAC）。增加比较器电路可以创建一个简单的模数转换器（ADC）。您甚至可以为电池充电，这需要不同的外部电路和更高级的更改。本应用笔记说明如何使用MAXQ2微控制器上的定时器2000型来产生和控制PWM。

MAXQ2000和定时器类型2

MAXQ2000为低功耗、高性能RISC LCD微控制器，具有多种外设和特性，包括16个2位定时器。这些 Type 8 定时器提供许多功能：16/2 位定时器/计数器、自动重新加载、外部脉冲计数、捕获和比较。2000类定时器还为MAXQ2000提供PWM功能。

PWM 信号生成

MAXQ2000的定时器类型2利用比较自动重载产生PWM信号。每次定时器溢出或具有比较值匹配时，它都会切换输出引脚 T2P 和 T2PB 的逻辑状态。图1显示了基周期（1/fB） 对应于计时器的溢出。计时器和重新加载寄存器应设置为一个值，该值将溢出并每 1/ 重新加载一次fB秒。使用公式 1 确定此值：

其中 T2R16是计时器类型 2 的初始值以及重新加载值。系统Clk可以是实际系统时钟，即16MHz，也可以是可选的32kHz时钟。如果基本频率，fB，明显小于系统频率，T2DIV可用于将输入时钟分频到更合理的电平。

PWM波形的高电平时间，tH，对应于计时器比较寄存器的匹配。比较寄存器应设置为匹配的值tH每次重新加载后。为此，请使用公式 2。重要的是要记住tH必须小于基期。另请注意，比较输出切换发生在匹配后的下一个计时器时钟周期上，这解释了以下等式中的 -1。如果高电平时间和基周期相同，则输出波形在溢出时只会切换一次，从而导致半速波，从而导致问题。

在某些应用中tH可以用百分比或占空比 （DC） 来描述。在这种情况下，使用以下公式3，其中50%的直流（一半高，一半低）表示为0.50。

图1.脉宽调制波形。

考虑

一些PWM应用需要改变波形的基本频率或修改高电平时间。在进行这些更改之前，使用 TR2 停止计时器非常重要。否则，PWM波形可能会反转，因为定时器会额外切换输出时间。停止和重新启动定时器可确保波形一致。

某些硬件对如上所述停止和重新启动PWM波形而导致的PWM毛刺很敏感。如果需要无毛刺PWM，则在更新定时器寄存器时必须更加小心。一种方案使用溢出和比较标志作为更新信号。设置比较标志/中断标志后，更新重新加载寄存器。设置溢出标志后，更新比较寄存器。此方案允许以可预测的方式进行更改。请注意，此方案在边界附近可能会出现问题。具体而言，如果计时器输入是未分割的系统时钟，则尝试将比较寄存器更新为比重新加载多一个计数可能会导致意外行为。

由于输出的切换行为，考虑引脚的初始状态非常重要。输出的初始状态由T2POL控制;如果设置为 0，则反转输出信号。此行为可以在下面附录中的双 8 位计时器示例中看到。

MAXQ2000和定时器类型2支持专业应用所需的许多选项。通过使用主输出引脚作为门控输入，可以在次级输出引脚上对PWM信号进行选通。这有效地停止了定时器滴答声，并将停止PWM信号。其他专用模式包括单次和门控单次。

定时器类型 2 还支持在三种 8 位模式下生成 PWM 信号。这些模式允许在不需要 16 位定时器的更高精度时将定时器用于多个任务。双 8 位模式允许定时器生成两个独特的 PWM 信号，而其他 8 位模式仅支持次级引脚 T2PB 上的 PWM 输出。要在 8 位模式下配置计时器，请使用公式 1 和 2 重新加载和比较值，但用 256 代替 65536。

系统时钟频率会影响输出波形的精度。例如，16MHz时钟的分频比8.14MHhz时钟的分频频率要均匀得多。许多快速计时器时钟周期比两个大的慢计时器刻度具有更高的准确性。因此，7456 位定时器比 16 位定时器更准确。

审核编辑：郭婷