芯教程丨昊芯HX2000系列芯片助力电机安全在线调试保护

为了实现更高效、更可靠的安全保护，昊芯推出适用于高精度工业自动化运动控制的HX2000系列数字信号处理器，该系列芯片的EPWM_TZ模块TZ6引脚EMUSTOP功能，可在系统在线调试暂停或停止时，触发CBC周期限流，与单次OST跳闸保护，更有效助力于工程师实现安全高效的二重在线调试保护，广泛应用于电动车、电动汽车、轨道交通、全电飞机、新能源发电、机器人等工业自动化高精度控制领域。

 

本期以电机安全在线调试保护实例对错误联防引脚TZ6的EMUSTOP功能展开介绍。

HX2000系列芯片EPWM_TZ错误联防引脚TZ6的EMUSTOP功能实现为：由硬件自动连接到CPU输出，用户可在CPU停止时配置错误联防操作，分为周期CBC限流与OST单次跳闸，二重保护事件输出，触发EPWMxA/B动作，关断控制的MOSFET桥臂，实现限流与跳闸保护。

原理框图如下：

(1) 通过TZSEL寄存器OSHTx或CBCx，选择单次或周期故障输入引脚为TZ6(———)；

(2) TZEINT使能打开相应TZINT中断，由输入单次或周期故障，触发产生EPWMx_TZINT中断：置位TZFLG相应标志位，触发EPWMxA/B按TZCTL[TZA/TZB]所配置高、置低与高阻动作；

(3) 在仿真暂停或停止EMUSTOP触发的CBC周期与OST单次错误联防信号故障消除后，均可通过手动写入TZCLR相应标志位，清除中断标志，便于下次中断触发；但OST故障消除后不可自动恢复，CBC故障消除后，可在TBCTR=0时自动清除中断标志，使EPWM波形恢复，以实现周期限流与单次跳闸。

 

由此设计实例一：选择TZ6引脚故障类型为CBC周期限流，通过在线仿真暂停，产生EMUSTOP信号，触发错误联防信号，产生EPWMx_TZINT中断，置位TZFLG[CBC]标志位，使EPWMxA/B拉低；在线仿真暂停恢复后，即CBC周期错误联防故障消除后，恢复EPWMxA/B输出，以实现仿真在线调试暂停错误的周期限流动作。

 

实例二：选择TZ6引脚故障类型为OST单次跳闸，通过在线仿真停止，产生EMUSTOP信号，触发错误联防信号，产生EPWMx_TZINT中断，置位TZFLG[OST]标志位，使EPWMxA/B拉低；在线仿真停止恢复后，即OST单次错误联防故障消除后，不可恢复EPWMxA/B输出，从而实现仿真在线调试停止错误的单次跳闸动作。

基于以上分析，在CDK上分别开发两实例程序，代码包括：EPWM与TZ GPIO、初始化、OST及CBC错误联防配置、TZ触发EPWM动作的中断服务程序，主程序调用执行。以下分别列出主要代码的配置节选。

 

实例一：仿真在线调试暂停CBC错误封波

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 EALLOW; /*启用 TZ6作为此 ePWM 模块的 CBC 跳闸源*/ EPwm2Regs.TZSEL.bit.CBC6 = 1; /*发生跳闸事件时,强制 EPWMxA 进入高电平*/ EPwm2Regs.TZCTL.bit.TZA = TZ_FORCE_LO; /*发生跳闸事件时,将 EPWMxB 强制为低电平*/ EPwm2Regs.TZCTL.bit.TZB = TZ_FORCE_LO; /*跳闸区域逐周期中断使能*/ EPwm2Regs.TZEINT.bit.CBC = 1; EDIS;

实例二：仿真在线调试停止OST错误封波

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 EALLOW; /* 使能TZ6作为ePWM的单次故障保护触发输入*/EPwm1Regs.TZSEL.bit.OSHT6 = 1; /*当外部触发事件发生时，强制EPWMxA为高电平*/ EPwm1Regs.TZCTL.bit.TZA = TZ_FORCE_LO; /*当外部触发事件发生时，强制EPWMxA为低电平*/ EPwm1Regs.TZCTL.bit.TZB = TZ_FORCE_LO; /*允许单次触发事件产生中断*/ EPwm1Regs.TZEINT.bit.OST = 1; EDIS;

 

开发测试工具如下：

 

开发环境	开发板	仿真器
Haawking-IDE-V2.1.1	Core_DSC28027核心板	HXLink100V3
下载地址： http://haawking.cn/zyxz	申请地址： http://haawking.cn/core28027	申请地址： http://haawking.cn/DSP-EMULATOR

 

核心板的测试观察点是需要如下两个测试点分别接入示波器的两个探头。

 

 

通过编译进去调试模式后，在CBC条件下，调试暂停时，EPWM封波，再次运行时，EPWM波恢复正常，效果如下：

 

 

在OST条件下，调试暂停时，EPWM封波，再次运行时，EPWM波不能恢复，效果如下：

 

 

 

关于昊芯
 

“智由芯生 创享未来”，昊芯是数字信号处理器专业供应商。作为中国科学院科技成果转化企业，瞄准国际前沿芯片设计技术，依托多年积累的雄厚技术实力及对产业链的理解，以开放积极的心态，基于开源指令集架构RISC-V，打造多个系列数字信号处理器产品，并构建完善的处理器产品生态系统。产品具有广阔的市场前景，可广泛应用于工业控制及电机驱动、数字电源、光伏、储能、新能源汽车、消费电子、白色家电等领域。