多路可编程pwm芯片设计

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1、多路可编程PWM芯片设计www.dxsdz.cn2009-9-1转贴摘要：　系统中的H桥驱动电路采用2路脉宽调制器(PWM)信号驱动一个电机来控制其正，反两个方向的运转，且两路信号必须有一定的时间间隔来避免驱动电流过大损害驱动元件。　　系统中的H桥驱动电路采用2路脉宽调制器(PWM)信号驱动一个电机来控制其正，反两个方向的运转，且两路信号必须有一定的时间间隔来避免驱动电流过大损害驱动元件。为使其能灵活应用，针对系统要求，PWM控制器应具备以下功能：　　3路独立PWM输出，每路输出2个驱动信号，周期、占空比、死区时间可编程，对应10MHz系统时钟，周期为1μs-6.5536ms;　　精

2、简地址线，节省外围引脚及地址资源占用;　　提供与8/16bits单片机的双向数据接口，内置地址/数据锁存器。　　PWM结构规划　　在采用自顶向下(Top_Down)正向设计中，芯片的结构划分，规格定制是整个设计中最重要的环节，合理的结构设计将决定整个设计的成败[1][2]。　　PWM输出信号的周期、脉宽、死区时间等参数可以通过加载内部的寄存器来实现，写入PWM芯片的数据分数据字与控制字两部分。由内部控制逻辑模块来处理控制字信息，并译码产生各内部通道内部信息寄存器的片选信号。数据字通过内部数据总线在各通道模块传递PWM的特征信息数据。　　芯片内部的各模块通过内部片选结合读写使能完成数据

3、交换。芯片与外围控制器进行数据交换时采用双模式接口(8/16bits)，可通过外置选择引脚DataWidth来选配。　　芯片的核心是由3个完全独立且相同的通道模块构成。通道内部的数据接口将完成外部读写逻辑(RWLogic)传输到内部数据总线的数据收发工作。PWM周期生成模块(ClkGen)则依据写入的周期信息，输出PWM的周期控制信号。　　PWM输出由通道状态机完成，通道接收到PWM信息数据后，进行数据校验，合格的数据将在合适的条件下启动状态机，并在不同的状态下完成PWM输出。不合格的数据将被忽略。　　地址/数据锁存则依据通用74LS373的逻辑功能，编写一个完全可替代的L74LS3

4、73来实现。　　根据总体构建思路，最终的芯片总体结构图如图1所示。　　PWM电路结构设计　　从图1中开可以看出，PWM主要由模块片选译码、控制逻辑、读写逻辑、通道等四个模块组成，下面简要介绍各部分功能。　　模块片选译码模块通过地址信号Addr与片选信号Csb通过组合逻辑电路生成内部各子模块的片选信号。　　图1PWM整体结构图　　控制逻辑模块主要产生通道内部Regs(寄存器)片选控制信号、各通道输出控制信号，并完成精简地址线的操作。　　每个通道都包含各自独立的4个16bits的Regs—正向信号长度、负向信号长度、死区长度、周期长度，控制字寄存器为8bits，因此整个芯片至少将占用3×

5、4×2+1=25个地址(每个地址存储8bits数据)，传统做法则至少需要5根地址线译码，而采用区分数据信息类型(控制字，数据字)，则可以精简地址线到2根。相对单片机紧缺的外面地址资源而已，好处是显而易见的。具体来说，通过对写入ControlRegister(控制字寄存器)的值进行分析，结合数据传输宽度生成内部Regs片选控制信号，这样就可以通过控制字信息来完成内部Regs的地址译码，同时反馈被操作的寄存器的信息到RWLogic模块完成8/16bits的数据读写操作。　　值得注意的是，由于PWM内部包含3个完全一样的独立通道，因此为了更方便的对控制字进行操作，通过对控制字寄存器的分析，

6、控制逻辑电路将自动将当前被操作通道的控制寄存器信息存储在对应的控制寄存器备份中。这样既方便在编程中灵活的操作各通道，又可避免在读写过程中误修改非相干通道控制信息。　　读写逻辑模块用于处理外部数据Data[15：0](包括外部为16位或8位数据总线连接方式)到内部DataInternal[15：0]的转换。　　当DataWidth为1，采用16bits的数据传输、当DataWidth为0,采用8bits数据传输。PWM能完成对外部8bits或16bits的信息传输要求，准确的读写内部16bits的Regs，其具体实现方法如下：　　采用16bits传输时，内部数据采用16bits传输，因

7、此可以采用每个地址对应16bits数据，每个数据位一一对应的传输方式。　　采用8bits传输时，内部数据采用16bits传输，因此通过分析地址的奇偶特性可以确定数据高低字节存放，具体来说通过ControlLogic反馈的字节选择位，读写逻辑电路能够自适应的把16bits的Regs的数据信息分割加载到合适的数据通道上，完成数据的输入输出控制。　　为了精简数据线，实现数据的双向流通，本模块通过由片选，读写使能信号控制的双向的三态门接口电路隔离读写信息。　　通道