高分解能PWMモジュールの使い方1

概要

dsPIC33CHシリーズには高分解能PWMモジュールが最大8チャンネルペア搭載されています。
最小分解能は250psecですので、通常のマイコンやFPGAでは不可能であった高速、高分解能アプリケーションが可能です。

主な特徴としては以下の様な電源やモータ制御に特化した機能を備えております。

詳細なリファレンスマニュアルはこちら

PWMモジュールの全体像は以下の通りで各PWMジェネレータ(PGx)の前に共通のクロック制御ブロックが存在します。これによりPGx間でタイミングの同期などを行います。

共通クロックは以下の通りでクロックソースのそのまま、クロックソースを分周、周波数スケーリングしたクロックから選択が可能です。

各PWMジェネレータはマスタークロックをベースに周期、Duty、位相、各トリガ、フォルトなどの設定・状態によりPWMを生成します。

ハードウェア構成と制御ブロック

今回のプログラムはPG2から相補PWMを出力します。（RB12,RB13ピン）

レジスタ

関連レジスタに関しては非常に多いため、今回の動作に関係する部分だけ抜粋します。

レジスタ名	機能	説明
PCLKCON	PWM CLOCK CONTROL REGISTER	PWMクロックを制御
PGxCONL	GENERATOR x CONTROL REGISTER LOW	PGxのクロックや動作モードの設定を行います
PGxIOCONH	PWM GENERATOR x I/O CONTROL REGISTER LOW	PGxの出力ピンに関する設定を行います
PGxPER	PWM GENERATOR x PERIOD REGISTER	PGxの周期を設定します
PGxDC	PWM GENERATOR x DUTY CYCLE REGISTER	PGxのデューティを設定します
PGxDTH PGxDTL	PWM GENERATOR x DEAD-TIME REGISTER	PGxのデッドタイムを設定します
PGxEVTL	PWM GENERATOR x EVENT REGISTER LOW	PGｘのイベントに関する設定を行います

ソースコード

下記のPG2CONLbits.HRENを1に設定すると高分解能モードになり、500MHｚのクロックに対し8倍の分解能(=250psec)が得られます。

PG2CONLbits.HREN = PWM_RESOLUTION_HIGH;

PG2PERが周期レジスタです。PWMの周期を1MHzに設定する時の設定値は 500MHz * 8 / 1MHz = 4000　となります。つまり1MHzであっても0.025%でのDuty分解能があります。

/*----------------------------------------------------------------------------*/
/* <Chapter>        CHAPTER_2_8_1_HRPWM */
/* <Function>       高分解能PWMを出力 */
/* <Peripharal>     PWM関連 */
/*----------------------------------------------------------------------------*/
/*----------------------------------------------------------------------------*/
/* コンフィグレーション設定*/
/*----------------------------------------------------------------------------*/
//ここにコンフィグレーション設定を挿入する//
/*----------------------------------------------------------------------------*/
/* インクルードファイル*/
/*----------------------------------------------------------------------------*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <xc.h>
/*----------------------------------------------------------------------------*/
/* 定数定義*/
/*----------------------------------------------------------------------------*/
#define PWM_RESOLUTION_NORMAL   ( 0u )
#define PWM_RESOLUTION_HIGH     ( 1u )

#define PWM_RESOLUTION_MODE     PWM_RESOLUTION_HIGH
/*----------------------------------------------------------------------------*/
/* 変数定義*/
/*----------------------------------------------------------------------------*/
/*----------------------------------------------------------------------------*/
/* クロック設定 */
/*----------------------------------------------------------------------------*/
//ここにクロック設定ソースを挿入する//
/*----------------------------------------------------------------------------*/
/* Main関数 */
/*----------------------------------------------------------------------------*/
int main(int argc, char** argv) 
{
    /*------------------------------------------------------------------------*/
    /*　クロック初期化*/
    /*------------------------------------------------------------------------*/
        vds_Main_Init_Clock_Register();     /* クロック初期化 */
    /*------------------------------------------------------------------------*/
    /*　GPIO初期化*/
    /*------------------------------------------------------------------------*/
    /*------------------------------------------------------------------------*/
    /*　PWM初期化*/
    /*------------------------------------------------------------------------*/
        PG2CONLbits.ON = 0u;
    /*------------------------------------------------------------------------*/
    /*　PWMクロックの設定*/
    /*------------------------------------------------------------------------*/
        PCLKCONbits.MCLKSEL = 1u;    /* AFPLLO*/
    /*------------------------------------------------------------------------*/
    /*　PGx制御レジスタLの設定*/
    /*      周期はマスターピリオドレジスタ(MPER)を使用*/
    /*------------------------------------------------------------------------*/
        PG2CONLbits.CLKSEL = 1u;    /* PWM ジェネレータは、MCLKSELの設定に従う */
        PG2CONLbits.MODSEL = 0u;    /* 独立エッジ PWM モード */
        PG2CONLbits.HREN = PWM_RESOLUTION_HIGH;      /* PWM ジェネレータ1の分解能モード */
    /*------------------------------------------------------------------------*/
    /*　PGxIOレジスタHの設定*/
    /*      PWMジェネレータがピンを使用する*/
    /*------------------------------------------------------------------------*/
        PG2IOCONH = 0x000C;
    /*------------------------------------------------------------------------*/
    /*　周期/Duty/フェーズの設定*/
    /*------------------------------------------------------------------------*/
        PG2PER = 4000;        /* 周期レジスタ */
        PG2DC = PG2PER >> 1u; /* PG2 Dutyレジスタ*/
    /*------------------------------------------------------------------------*/
    /*　デッドタイムの設定*/
    /*------------------------------------------------------------------------*/
        PG2DTH = 100;
        PG2DTL = 100;
    /*------------------------------------------------------------------------*/
    /*　デッドタイムの設定*/
    /*------------------------------------------------------------------------*/
        PG2EVTLbits.UPDTRG = 1u; //PGxDCレジスタの書き込み時に自動的にUPDREQビットをセットする
    /*------------------------------------------------------------------------*/
    /*　PWMの有効化*/
    /*------------------------------------------------------------------------*/
        PG2CONLbits.ON = 1u;
    /*------------------------------------------------------------------------*/
    /*　メインルーチン*/
    /*------------------------------------------------------------------------*/
        while(1)
        {     
        }
}

結果

PG2から相補出力を行いました。1MHzのPWMでデッドタイムが 25nsecで出力が出来ています。

参考

• dsPIC33CH512MP506データシート
• High-Resolution PWM with Fine Edge Placement