第8章事件管理器(EVM)

1、 事件管理器（EV)模块为控制系统（运动控制和电机控制）的开发提供了强大功能。8.1 事件管理器（EV)模块基本知识 LF2407A 包括两个事件管理器模块：EVA和EVB。 每个事件管理器模块包括：通用定时器(GP)、比较单元、捕获单元以及两个正交编码脉冲输入电路（QEP)。 EVA和EVB功能相同，只是名称不同。8.1.1 事件管理器结构(EVA)8.1.2 事件管理器引脚 事件管理器A和事件管理器B的引脚描述见下页表。 事件管理器模块中所有输入跳变脉冲宽度至少保持两个CPU时钟周期才能被识别。8.1.3 功率驱动保护中断 PDPINTx*可为功率变换和电动机驱动等系统操作提供安全保证。

2、PDPINTx*可以用于向电动机的监视程序提供过电压、过电流和异常的温升等异常信息。如果PDPINTx*中断被允许，则在PDPINTx*引脚电平变低后，则驱动所有PWM输出引脚为高阻态，一个中断将被生成。 PDPINTx*中断在复位后被使能。 如果PDPINTx*中断被禁止，则驱动PWM输出到高阻态的动作也被禁止。8.1.4 EV中断 事件管理器中断总共分三组，每组均分配一个CPU中断(INT2，3或4)。 因为每组中断均有多个中断源，所以CPU中断请求通过外设中断扩展控制器(PIE)模块来处理。 中断请求有如下几个响应阶段： (1)中断源。如果外设中断发生，EVxIFRA、EVxIFRB、或

3、EVxIFRC(x=A或B)相应的标志位被置1。(2)中断使能。事件管理器中断可以分别由寄存器EVxIMRA、 EVxIMRB或EVxIMRC(x=A或B)来使能或禁止。(3)PIE请求。如果中断标志位和中断屏蔽位被置1，那么 外设会向PIE模块发送一个外设中断请求。(4)CPU响应。CPU接收到中断后，IFR相应的位被置1，并 响应中断。CPU响应中断后，中断响应被软件控制。(5)PIE响应。PIE使用中断向量更新PIVR寄存器。(6)中断软件。中断软件有两级响应，包括GISR和SISR。8.2 事件管理寄存器地址下面四个表列出EVA所有寄存器的地址，EVB的类似。8.3 通用定时器8.3.

4、1 通用定时器概述 每个事件管理模块有两个通用定时器(GP)，这些定时器可以为下列应用提供独立的时间基准：（1）控制系统中采样周期产生。（2）为QEP电路和捕获单元的操作提供时间基准。（3）为比较单元和相应的PWM电路操作提供时间基准。 定时器结构如图8-3所示：图8-3 GP定时器结构框图由图可知，每个定时器包括:（1）一个可读写的16位双向计数器的寄存器TxCNT，它存储了计数器的当前值，并根据计数方向进行增计数或减计数。（2）一个可读写的16位定时器比较寄存器TxCMPR。（3）一个可读写的16位定时器周期寄存器TxPR。（4）一个可读写的16位定时器控制寄存器TxCON。（5）时钟预定

5、标器。（6）控制和中断逻辑。（7）一个GP定时器比较输出引脚，TxCMP。（8）输出条件逻辑。（9）其他全局控制寄存器图8-3 GP定时器结构框图通用定时器的输入包括： 内部CPU时钟。 外部时钟TCLKINA/B，最高频率是CPU时钟频率的14。 方向输入TDIRA/B ，控制通用定时器增减计数。 复位信号RESET。通用定时器的输出包括： 通用定时器比较输出TxCMP(x1、2、3、4）。 到ADC模块的ADC转换启动信号。 自身的比较逻辑和比较单元的下溢、上溢、比较匹配和周期匹配信号。 计数方向指示位。8.3.2 通用定时器计数操作每个GP定时器有四种可选的操作模式：（1）停止/保持模式

6、（2）连续递增计数模式（3）定向增/减计数模式（4）连续增/减计数模式 相应的定时器控制寄存器TxCON中的位模式决定了通用定时器的操作模式。1停止保持模式 此种模式，通用定时器的操作停止并保持其当前状态，定时器的计数器、比较输出和预定标计数器都保持不变。2连续递增计数模式 此种模式，通用定时器将按照已定标的输入时钟计数，直到定时器计数器的值和周期寄存器的值匹配为止。 产生周期匹配之后在下一个输入时钟的上升沿，定时器复位为0 ，开始另一个计数周期。 在产生周期匹配的下一个CPU时钟周期后，周期中断被置位，产生一个中断请求，也可作ADC转换启动信号。 定时器变成0的一个CPU时钟周期之后，定时器

7、的下溢中断标志被置位，也可向发出一个ADC启动信号。 定时器计数到FFFFh后，定时器的上溢标志在一个CPU时钟周期之后被置位。 定时器初值可以是0000hFFFFh之间的任何值。 如果初值大于周期寄存器的值时，定时器将计数到FFFFh后复位为0，然后从0开始继续计数。 如果初值等于周期寄存器的值时，周期中断标志被置位，定时器复位为0，下溢中断标志被置位，然后从0开始继续计数。 本工作模式的工作示意如图8-4所示。 本模式特别适于边沿触发或异步PWM波形产生，也适于电机和运动系统的采样周期。图8-4 GP定时器连续递增计数模式（TxPR=3or2）3定向的增/减计数模式 此种模式，定时器将根据

8、TDIRAB引脚的输入，对定标的时钟进行递增或递减计数。如图8-5所示。图8-4 Directional Up/Down Counting Mode of GP Timers 1 and 3With Prescale Factor 1 and TxPR = 3 周期、下溢、上溢中断标志位、中断以及相应的事件，产生，与连续递增计数模式一样。 定时器2和4的本模式可用于正交编码脉冲电路，在这种情况下，正交编码脉冲电路为定时器2和4提供计数时钟和方向，也可用于运动/电机控制和电力电子设备应用中的外部事件定时。4连续增/减计数模式 此种模式与定向的增/减计数模式一样，但是在本模式下，引脚TDIRA/B

9、的状态对计数的方向没有影响。 定时器的计数方向仅在定时器的值达到周期寄存器的值时(或FFFFh，如果初始定时器的值大于周期寄存器的值)，才从递增计数变为减计数。定时器的计数方向仅当计数器的值为0时才从减计数变为增计数。如图8-6所示。图8-6连续增/减计数模式6.3.3 通用定时器比较操作 GP定时器的值连续地与相应的比较寄存器的值比较，当两个值相等时，就会发生比较匹配，可通过对TxCON1 置1来使能比较操作。比较操作使能后， 当发生比较匹配时，会发生以下情况：（1）比较中断标志置1。（2）根据GPTCONA/B寄存器相应位的配置情况，相应的PWM 输出将发生跳变。（3）如果用于启动ADC，

10、则产生一个ADC启动信号。1PWM输出转换 PWM输出的转换由一个非对称和对称的波形发生器和相应的输出逻辑控制，并且依赖于以下条件： GPTCONA/B寄存器中相应位的定义。 定时器所处的计数模式。 在连续增减计数模式下的计数方向。2非对称和对称波形发生器 非对称和对称波形发生器依据通用定时器所处计数模式，产生一个非对称和对称的PWM波形输出。3非对称波形的发生 在连续增计数模式时，通用定时器会产生一个非对称波形的PWM脉冲，如图8-7所示。图8-7 GP Timer Compare/PWM Output in Up Counting Mode4对称波形的发生 在连续增/减计数模式时，通用定时

11、器会产生对称波形，如图8-8所示。图8-8 GP Timer Compare/PWM Output in Up/down Counting Modes5输出逻辑 输出逻辑可进一步调节波形发生器的输出，以生成最终的PWM波形输出，来控制各种不同类型的功率设备。 PWM输出可通过配置GPTCONA/B寄存器的相应位来设置高电平有效、低电平有效、强制高电平或强制低电平。 当PWM输出设置为高电平有效时，它的极性与波形发生器的输出极性相同。 当PWM输出设置为低电平有效时，极性相反。 GPTCONA/B寄存器的相应位设定后，PWM输出也可被强制为高电平或低电平。8.3.4 定时器控制寄存器1单个通用定

12、时器控制寄存器TxCON 单个通用定时器的控制寄存器TxCON(x1，2，3或4)决定一个定时器的操作模式，每个定时器都可对其独立配置。 TxCON(x1，2，3或4)的映射地址为：7404h(T1CON)、7408h(T2CON)、7504h(T3CON)和7508h(T4CON)。TxCON(x1，2，3或4)各位的定义如下：位15-14 Free，Soft。仿真控制位 00 仿真挂起时立即停止 01 仿真挂起时当前定时周期结束后停止 10 操作不受仿真挂起的影响 11 操作不受仿真挂起的影响位13 保留。位12-11 TMODE1，TMODE0。4种计数模式选择 00 停止/保持 01

13、连续增减计数模式 10 连续增计数模式 11 定向的增减计数模式位10-8 TPS2一TPS0。输入时钟定标器 000 x1 100 x16 001 x2 101 x32 010 x4 110 x64 011 x8 111 x128 x=CPU时钟频率位7 T2SWTl 0：使用自身的使能位(TENABLE) 1：不用自身的使能位，使用T1CON(EVA)或T3CON(EVB) 的使能位来使能或禁止操作，位6 TENABLE 定时器使能与禁止0 禁止定时器操作。也就是说，使定时器保持并且使预定标计数器复位1 允许定时器操作位5-4 TCLKS1，TCLKSO，时钟源选择。00 内部时钟 01

14、外部时钟10 保留 11 正交编码脉冲电路，只适用于T2CON和T4CON位3-2 TCLD1，TCLD0，定时器比较(有效)寄存器重载条件。 00 计数器的值为0时重载 10 立即 01 计数器的值为0或等于周期寄存器的值时重载 11 保留位1 TECMPR，定时器比较使能与禁止 0 禁止定时器比较操作 1 使能定时器比较操作位0 SELT1PR ，周期寄存器选择 0 使用自己的周期寄存器 1 使用T1PR(EVA)或T3PR(EVB)作周期寄存器而忽略自己的周期寄存器。2. 全局通用定时器控制寄存器(GPTCONAB) 全局通用定时器控制寄存器(GPTCONAB)规定了通用定时器针对不同定

15、时器事件所采取的动作，并指明了它们的计数方向。映射地址为7400h。位15 保留位位14 T2STAT，通用定时器2的状态，只读。 0 递减计数 1 递增计数位13 T1STAT，通用定时器l的状态，只读。 0 递减计数 1 递增计数位12-11 保留位。位10-9 T2TOADC，使用通用定时器2启动ADC(模数转换)事件。 00 无事件启动ADC(模数转换) 01 设置下溢中断标志来启动ADC(模数转换) 10 设置周期中断标志来启动ADC(模数转换) 11 设置比较中断标志来启动ADC(模数转换)位8-7 T1TOADC，使用通用定时器1启动ADC(模数转换)事件。 00 无事件启动AD

16、C(模数转换) 01 设置下溢中断标志来启动ADC(模数转换) 10 设置周期中断标志来启动ADC(模数转换) 11 设置比较中断标志来启动ADC(模数转换)位6 TCOMPOE，比较输出使能，如果PDPINTx*有效则该位 设置为0。 0 禁止所有通用定时器比较输出(所有比较输出都置于高阻态） 1 使能所有通用定时器比较输出位5-4 保留位。位3-2 T2PIN，通用定时器2比较输出极性 00 强制低 01 低有效 10 高有效 11 强制高位1-0 T1PIN，通用定时器1比较输出极性 00 强制低 01 低有效 10 高有效 11 强制高 全局通用定时器控制寄存器GPTCONB的映射地址

17、为7500h，各位的意义与GPTCONA类似。8.3.5 通用定时器的PWM输出 为了设置通用定时器以产生PWM输出，需做以下工作：根据预定的PWM(载波)周期设置TxPR。设置TxCON寄存器以确定计数模式和时钟源，并启动PWM输出操作。将对应于PWM脉冲的在线计算宽度(占空比)的值加载到TxCMPR寄存器中。6.3.6 通用定时器的复位 当任何复位事件发生时，将发生以下情况： GPTCONAB寄存器中除计数方向指示位外，所有与通用定时器相关的位都被复位为0，因此所有通用定时器的操作都被禁止，计数方向指示位都置成1。 所有的定时器中断标志位均被复位为0。所有的定时器中断屏蔽位都被复位为0，因

18、此所有通用定时器的中断都被屏蔽。所有通用定时器的比较输出都被置为高阻态。 全局通用定时器控制寄存器GPTCONB的映射地址为7500h，各位的意义与GPTCONA类似。8.4 比较单元8.4.1 比较单元概述 事件管理器EVA模块和EVB模块中分别有3个全比较单元，每个比较单元都有两个相应的PWM输出。比较单元的时基由通用定时器1(EVA模块)和通用定时器3(EVB模块)提供。 每个事件管理器模块的比较单元包括： 3个16位的比较寄存器(对于EVA模块为CMPRl、CMPR2和CMPR3，对于EVB模块为CMPR4，CMPR5和CMPR6)，它们各带一个相应的映像寄存器(可读/写)。 一个16

19、位的比较控制寄存器(对于EVA模块为COMCONA，对于EVB模块为COMCONB)，该寄存器为可读写的。 一个16位的动作控制寄存器(对于EVA模块为ACTRA，对于EVB模块为ACTRB)，它们各带一个相应的映像寄存器(可读/写) 。 6个PWM(三态)输出(比较输出)引脚。 控制和中断逻辑。比较单元的功能结构图如图6-9所示。图6-9 比较单元功能结构图TMS320LF240 x 中断编程举例：8.4.2 比较单元寄存器1比较控制寄存器(COMCONA和COMCONB)比较单元的操作由比较控制寄存器(COMCONA和COMCONB)控制，它们均是可读写的。比较控制寄存器COMCONA的映

20、射地址为7411h。TMS320LF240 x 中断编程举例：位15 CENABLE，比较使能位0 禁止比较操作，所有映像寄存器(CMPRx和ACTRA)为透明。1 使能比较操作位14-13 CLD1，CLD0，比较寄存器CMPRx重载条件。00 当T1CNT=0时(下溢)时重载01 当T1CNT=0或当T1CNT=T1PR时(下溢或周期匹配）重载10 立即重载11 保留，结果不可预测TMS320LF240 x 中断编程举例：位12 SVENABLE，空间向量PWM模式使能。0 禁止空间向量PWM模式1 使能空间向量PWM模式位11-10 ACTRLD1，ACTRLD0，动作控制寄存器重载条件

21、00 当T1CNT=0时(下溢)时重载01 当T1CNT=0或当T1CNT=T1PR时(下溢或周期匹配）重载10 立即重载11 保留TMS320LF240 x 中断编程举例：位9 FCOMPOE，比较输出使能位，有效的PDPINTA*会使该位清00 PWM输出引脚为高阻态，即比较输出被禁止1 PWM输出引脚处于非高阻态，即比较输出被使能位8 PDPINTA*的状态位，该位反映PDPINTA*引脚的当前状态。位7-0 保留位 比较控制寄存器COMCONB映射地址为7511h，各位定义与COMCONA类似TMS320LF240 x 中断编程举例：2. 比较动作控制寄存器（ACTRA和ACTRB）

22、比较动作控制寄存器（ACTRA和ACTRB）控制6个比较输出引脚的动作。 比较动作控制寄存器ACTRA映射地址为7413h，各位描述如下：位15 SVRDIR，空间向量PWM旋转方向位，仅用于产生空间向量PWM输出。0 正向(CCW) 1 负向(CW)位14-12 D2-D0，基本的空间向量位，仅用于产生空间向量PWM输出。位11-10 CMP6ACT1-0，比较输出引脚PWM6上的比较输出方式选择。00 强制低 01 低有效 10 高有效 11 强制高位9-8 CMP5ACT1-0，比较输出引脚PWM5上的比较输 出方式选择。00 强制低 01 低有效 10 高有效 11 强制高位7-6 C

23、MP4ACT1-0，比较输出引脚PWM4上的比较输出方式选择。00 强制低 01 低有效 10 高有效11 强制高位5-4 CMP3ACT1-0，比较输出引脚PWM3上的比较输出方式选择。00 强制低 01 低有效 10 高有效11 强制高位3-2 CMP2ACT1-0，比较输出引脚PWM2上的比较输出方式选择。 00 强制低 01 低有效 10 高有效 11 强制高位1-0 CMP1ACT1-0，比较输出引脚PWM1上的比较输出方式选择。 00 强制低 01 低有效 10 高有效 11 强制高 比较动作控制寄存器ACTRB映射地址为：7513h，各位描述与ACTRA类似。8.4.3 比较单元

24、的复位 当任何复位事件发生时，所有与比较单元相关的寄存器都复位为0，且所有比较输出引脚被置为高阻态。8.5 与比较单元相应的PWM电路8.5.1 PWM电路概述 EVA模块的PWM电路功能结构图如图6-10所示，它包括以下功能单元：（1）非对称/对称波形发生器；（2）可编程的死区单元（DBU）；（3）输出逻辑；（4）空间向量（SV）PWM状态机。8.5.2 死区单元及其控制 死区波形图如图6-11所示，对于一个输入信号PHx，会产生两个输出信号DTPHx和DTPHx-。死区单元用于保证在任何情况下，每个比较单元相关的2路PWM输出控制一对正向导通和负向导通设备时没有重叠，即当一个器件没有完全关

25、断时，另一个器件不导通，以避免功率器件击穿失效。如图6-12所示。三相交流反相换流器原理图死区定时器控制寄存器 死区单元的操作是由死区定时器控制寄存器（DBTCONA和DBTCONB）来控制的。DBTCONA映射地址为7415h各位描述如下：位15-12 保留。位11-8 DBT3一DBT0。死区定时器周期，规定了3个4位死区定时器的周期值。位7 EDBT3。死区定时器3使能位（对应PWM5和PWM6） 0 禁止 1 使能位6 EDBT2。死区定时器2使能位（对应PWM3和PWM4） 0 禁止 1 使能位5 EDBT1。死区定时器1使能位（对应PWM1和PWM2） 0 禁止 1 使能位4-2

26、DBTPS2-DBTPS0。死区定时器的预定标器。 000 x/1 001 x/2 010 x/4 011 x/8 100 x/16 101 x/32 110 x/32 111 x/32 x为CPU时钟频率位1-0 保留。 DBTCONB映射地址为7515h，各位的意义和DBTCONA的相应位意义一致。8.6 用比较单元和PWM电路产生PWM波形8.6.1 PWM信号 PWM是一系列脉宽不断变化的脉冲。PWM周期固定。在电机控制系统中，PWM用来控制开关电源器件的开关时间，为电机绕组提供所需的能量，控制电机所需转速和转矩。1.PWM信号产生 用一定时器重复产生与PWM周期相同的计数周期，一个比

27、较寄存器保持着调制值，在相应的输出上会产生一个转换。当两个值之间的第二个匹配或定时器的周期结束时，输出上会产生又一个转换。利用此法，输出脉冲的开关时间会与比较寄存器的值成比例。2.死区 在许多的运动/电机控制和功率电子应用场合中，两个功率器件（上级和下级）被串联在一个功率支路中，为避免击穿失效，两个器件的打开的周期不能重叠，在一个三极管的关断和另一个三极管导通之间经常要插入一个死区，这段时间延迟允许一个三极管在别的三极管导通之前完全关断。8.6.2 用事件管理器产生PWM输出 三个比较单元中的每一个都可与事件管理器的GP定时器用于产生一对可编程死区和输出极性的PWM输出。 对于每个EV模块中的

28、三个比较单元，共有六个这种给定的PWM输出引脚，这六个输出引脚可用来控制三相交流感应电机或无刷直流电机。 又比较动作控制寄存器提供的输出动作控制的灵活性，使得开关和同步磁阻电机的控制变得非常简单容易。PWM电路可在单任务或多任务场合控制直流有刷电机和步进电机等。8.6.3 PWM产生的寄存器设置 用比较单元和相应的电路产生所有三种PWM波形均需要对相同的EV寄存器进行配置。配置过程需要以下步骤：（1）设置和装载ACTRx寄存器（2）如需死区，则设置和装载DBTCONx寄存器（3）初始化CMPRx寄存器（4）设置和装载COMCONx寄存器（5）设置和装载T1CON或T3CON寄存器，来启动比较操

29、作（6）更新CMPRx寄存器的值8.6.4 非对称和对称的PWM产生 EV模块中的每个比较单元均可产生非对称和对称的PWM波形。另外这三个比较单元一起产生三相对称空间向量PWM输出。用GP定时器产生PWM输出已介绍，下面仅介绍用比较单元产生PWM。1.非对称PWM波形产生 用一个比较单元产生一个非对称的PWM波形。见下页图GP定时器1必须设置为连续递增计数模式，其周期寄存器必须载入一个与所需的PWM载波周期相对应的值。通过软件对ACTRx进行适当的配置，在开关磁阻电机控制中时特别有用的。Asymmetric PWM Waveform Generation With Full Compare U

30、nit and PWM Circuits (x = 1, 3, or 5)2. 对称的PWM波形产生 一个中心或对称的PWM波形的特点是其调制脉冲在每个PWM周期是对称的。对称的与非对称PWM波形相比，优点在于它有两个相同长度的无效区：在每个PWM周期的开始和结束，这种对称性表现为当正弦调制使用时，它在一个交流电机的相电流中比非对称的PWM信号引起更少的谐波。 下图是对称PWM波形的例子。Symmetric PWM Waveform Generation With Full Compare Units and PWM Circuits (x = 1, 3, or 5)8.7 空间向量PWM8.7.1 空间向量PWM理论概述