PWM应用笔记

PWM驱动说明

简介

PWM应用广泛，思澈平台可用于PWM输出的定时器类型包括：GPTIM(通用定时器)，ATIM(高级定时器)，LPTIM(低功耗定时器)。其中，GPTIM PWM更为常用，作为优先使用。

PWM列表

PWM 2
PWM 3
PWM 4
PWM 5
PWM 6
PWM A1
PWM A2
PWM LPTIM1
PWM LPTIM2
PWM LPTIM3

备注

pwm2/pwm3/A1/A2/lptim1 位于HCPU;
pwm4/pwm5/pwm6/lptim2/lptim3 位于LCPU；

小技巧

pwm2 ~ pwm6 与gptime对应关系， pwm2 对应gptime1, 以此类推；最后一个：pwm6对应的gptime5;

PWM 在52x/55x/56x/58x的差异

差异点包括：

55x/58x系列，输出PWM的IO口固定，需要根据规格书确认IO的PWM通道；
52x/56x系列，任何一个带有TIM功能的IO都能配置为任何一种PWM;
规格对比，如下图：

52x/55x/56x/58x 使用HCPU的IO输出PWM时，如果打开了宏#define BSP_PM_FREQ_SCALING 1; HCPU会进行自动降频，HCPU的IO输出的PWM频率也会随着调整。
解决办法：
55x/56x/58x 建议使用LCPU的IO用于PWM, 因为LCPU的IO输出PWM频率不会随着主频变化。如果坚持使用HCPU的IO用于输出PWM，可以考虑关掉宏#define BSP_PM_FREQ_SCALING 1，不过这样会导致亮屏时功耗增加；
52x HCPU的IO用于输出PWM, 优先使用GPTIM2的PWM。因为GPTIM2不受系统主频影响；

PWM使用

PWM的使用步骤如下：

menuconfig 配置要使用的PWM;

配置pinmux，确定使用的pin，以及对应的pwm通道，以PA20使用PWM2为例，配置如下：

HAL_PIN_Set(PAD_PA20, GPTIM2_CH1, PIN_NOPULL, 1);

配置应用使用的PWM及通道，以MOTOR使用 PA20 作为PWM(GPTIM2)的通道1为例，配置如下：

驱动PWM调用过程大致如下：

参考代码如下：

struct rt_device_pwm *pwm_device = (struct rt_device_pwm *)rt_device_find("pwm1");
rt_pwm_set(pwm_device, 1, period, pulse);
rt_pwm_enable(pwm_device, 1);
rt_pwm_disable(pwm_device, 1);

备注

PWM通道的复用说明：

同一个PWM的不同通道可以配置不同的占空比输出；即：允许频率相同的两个设备选择同一个PWM的不同通道;
例如：马达和光感控制在PWM 频率相同时，可以使用同一个PWM的两个通道，而不会冲突；
不同频率的两个设备使用同一个PWM的两个通道时，必须确保不会同时使用；
例如：马达和蜂鸣器在使用同一个PWM时，如果频率不相同，务必要确保二者不是同时使用；即：一个用的时候，另外一个没有使用；否则，二者会相互影响对方的效果。
不同频率，且无法分时复用的设备，不能使用同一个PWM;
例如：背光在亮屏状态的时候是一直使用的，最好单独使用PWM，不要和其他设备复用；

PWM停止后的电平控制

PWM停止是指PWM不再输出波形，而保持为低电平或高电平状态；一般情况下：rt_pwm_disable执行后，PWM channel处于高阻状态，电平无法立刻到低电平，如下图：

如果想实现下图的效果：

可以通过配置占空比为0的方式实现；

小技巧

配置占空比为0% ==》输出低电平

配置占空比为100% ==》输出高电平

如何添加一个PWM马达

添加PWM马达，步骤如下：

配置menuconfig，使能马达采用PWM方式驱动，以及配置PWM通道，周期，电源控制pin；

备注

注意
PWM周期配置说明：
Enalbe PWM peroid unit use microsecond 没有选中时，motor period default: ms, but can chang to microsecond 单位是ms;
Enalbe PWM peroid unit use microsecond 选中时，motor period default: ms, but can chang to microsecond 单位是us;

配置pinmux，以及使能对应PWM设备；
solution2.0已经封装了应用层使用的接口；

motor_power_on 马达初始化
motor_start 马达开启(默认配置)
motor_stop 马达停止
app_motor_get_level 马达当前占空比
app_motor_set_level 设置马达占空比

一般使用流程：
motor_power_on -> motor_start -> motor_stop ;
修改占空比：
app_motor_set_level ；

小技巧

硬件支持实时修改占空比，不需要执行停止，再改变占空比；有利于提高占空比的平滑性，避免蜂鸣器等器件切换占空比出现的噪声；

如何实现LCD背光使用PWM

LCD背光使用PWM的步骤如下：

修改文件“\solution2_0\sdk\customer\boards\Kconfig_lcd”，找到对应的LCD后，增加下图中的代码，LCD支持PWM背光；

修改在使用的board下的 Kconfig文件，例如：eh_lb523下的Kconfig文件。

确保背光使用的PWM pinmux配置正常，PWM 设备处于使能状态；
在LCD 的背光接口，增加使用PWM调整背光的代码；

void  xxx_SetBrightness(LCDC_HandleTypeDef *hlcdc, uint8_t br)
{
    rt_device_t device = rt_device_find("lcdlight");
    if (device)
    {
        rt_err_t err = rt_device_open(device, RT_DEVICE_OFLAG_RDWR);
        uint8_t val = br;
        rt_device_write(device, 0, &val, 1);
        rt_device_close(device);
    }
    else
    {
        LOG_E("Can't find device lcdlight!");
    }
    LOG_I("XXX_SetBrightness


");
}

小心

如果LCD 驱动在大核，而PWM背光pin使用的小核PIN，需要对小核的RCC_Module 进行处理，处理过程如下：
修改drv_common.c中HAL_RCC_MspInit()函数，注释掉背光用的RCC_Module;

如何睡眠情况下输出PWM

睡眠状态输出PWM，需要使用lcpu 的lptim3 输出PWM。配置步骤如下：

menuconfig 使能lcpu 的lptim3 PWM.

配置lptim3 PWM 对应的pin，常用的pin包括PB43~PB46;

HAL_PIN_Set(PAD_PB44, LPTIM3_OUT, PIN_NOPULL, 0)；
MODIFY_REG(hwp_lpsys_aon->DBGMUX,LPSYS_AON_DBGMUX_PB44_SEL_Msk,
MAKE_REG_VAL(1,LPSYS_AON_DBGMUX_PB44_SEL_Msk,LPSYS_AON_DBGMUX_PB44_SEL_Pos));

配置唤醒源在睡眠的时候继续输出，使能宏PM_WAKEUP_PIN_AS_OUTPUT_IN_SLEEP;

备注

宏PM_WAKEUP_PIN_AS_OUTPUT_IN_SLEEP，针对所有的唤醒源；
所以务必确保其他的PB唤醒pin，要在硬件上固定上拉或下拉，确保不要漏电；

代码中使用lptim3 PWM;

struct rt_device_pwm *pwm_device = (struct rt_device_pwm *)rt_device_find("pwmlp3");
rt_pwm_set(pwm_device, 1, period, pulse);
rt_pwm_enable(pwm_device, 1);