芯教程丨平头哥助力中科昊芯HX2000系列芯片之ECAP

随着能源需求的日益扩大，科技的日趋智能化，高精度的多电平驱动输出谐波抑制，已日趋成为人们生产生活的必然趋势。中科昊芯顺应时代需求，推出适用于高精度工业自动化运动控制的新版HXS320F28034PNT数字信号处理器 DSP，芯片ECAP模块APWM功能，以32位计数配置周期，可输出频率为0.028Hz~120MHz的单极性PWM波，从而有效辅助EPWM模块，输出七路双极性PWM波，更加有效地助力于工程师实现精确的多电平驱动，可广泛应用于电动车、电动汽车、公交、地铁、高铁、全电飞机、新能源发电、机器人控制等工业自动化高精度控制领域。

自平头哥半导体有限公司的剑池集成开发环境（以下简称“CDK”）支持HX2000系列芯片调试以来，本期以ECAP_APWM输出实例对APWM电机备用调速原理展开介绍。APWM非对称脉宽调制控制技术，是PWM脉宽调制控制输出的一种类型，原理详见推文《芯教程|平头哥CDK助力中科昊芯HX2000系列芯片之PWM电机调速》。

HX2000系列ECAP_APWM模式工作原理如下，可通过ECCTL2[CAP_APWM]选择工作于捕获CAP或单极性输出APWM模式。由32位计数器CTR提供时基，通过系统时钟SYSCLK产生计数CTR[0-31]。通过ECCTL2[SYNCI_EN]拉低选择与SYSCLK同步，或置高通过ECCTL2[SYNCOSEL]选择，与其他计数器在SYNCI或CTR=PRD事件时同步；或通过ECCTL2[SWSYNC]强制实现，与其他计数器的软件同步。计数器CTR工作在计数增模式，采用公式TPWM=(CAP1+1)*TTSCTR，通过CAP1与CAP2寄存器配置输出的周期与占空比，并不断与32位周期PRD或比较CMP寄存器相比较，在CTR=PRD或CTR=CMP事件时，通过ECCTL2[APWMPOL]控制产生置高或拉低动作，输出单极性PWM波。

计数器CTR可与影子寄存器APRD、ACM配合形成双缓冲机制，将数据写入ACM影子寄存器改变CAP3周期值与CAP4比较值，在立即或周期加载模式下，在立即或当CTR=PRD事件时，加载到CAP1或者CAP2寄存器，实现APWM输出周期与占空比调节。

由此设计ECAP_APWM输出实例：实现单路PWM 6Hz到12Hz闪变输出，上升沿触发外部中断LED1闪灯，故硬件连接为ECAP1(GPIO19)-XINT2(GPIO17)，如下图所示：

实例所采用软硬件开发环境，详见推文《芯经验|平头哥助力中科昊芯HX2000系列芯片之HRCAP高精度脉冲捕获》。

基于以上分析，在CDK上开发ECAP_APWM输出程序，代码包括：ECAP与XINT2外设GPIO引脚、ECAP_APWM、XINT2上升沿触发功能配置程序，APWM频率在6Hz到12Hz闪变、XINT2外部中断触发LED1闪灯的中断服务程序，主程序调用执行。

1.intmain(void)2.{3. /*初始化系统控制：PLL,WatchDog，使能外设时钟*/4. InitSysCtrl();5. /*初始化LED灯,用于判断外部中断触发*/6. InitLED();7. /*初始化GPIO，复用为ECap功能*/8. ECap_Gpio();9. /*初始化ECap_APWM功能配置*/10. ECap_APWM_Init();11. /*初始化外部中断XINT2：上升沿触发模式*/12. XINT2_Init();13. /*关中断*/14. DINT;15. /*禁止CPU中断并清除所有中断标志*/16. IER=0x0000;17. IFR=0x0000;18. /*初始化PIE向量表，为PIE向量表中的所有中断向量配置对应向量的入口地址*/19. InitPieVectTable();20. EALLOW;21. /*ECAP_INT向量表执行APWM脉冲周期闪变中断服务程序*/22. PieVectTable.ECAP1_INT=&ecap_isr;23. /*XINT2向量表执行外部中断触发中断服务程序*/24. PieVectTable.XINT2=&xint2_isr; 25. EDIS;26. /*使能CPU的IER的第1组、第4组中断向量*/27. IER|=M_INT1|M_INT4;28. /*开启对应的中断ECAP1_INT与XINT2*/29. PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx5=1;30. PieCtrlRegs.PIEIER4.bit.INTx1=1;31. /*打开全局中断*/32. EINT;33. while(1)34. {}35. return0;36.}

CDK上开发ECAP_APWM输出程序，编译结果如下图：