MCAL PWM Module详解

Posted 2021-12-14 嵌入式软件实战派

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了MCAL PWM Module详解相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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领导给一个小伙伴安排了个AUTOSAR配置任务：配置MCAL PWM调节灯光，小伙伴摸索了几个星期，都还没输出正常的波形，一度怀疑硬件有问题，甚至怀疑人生，后无奈求救于我。我也花了几天时间研究这玩意，坑还真多，走了不少弯路，于是就有了现在这个总结。

本文分十个章节来讲解：

0.关于PWM

1.RH850 MCU中的PWM

2.PWM的文件结构

3.PWM的时序调用

4.PWM的Port配置

5.PWM的基本属性配置

6.PWM的通道配置

7.PWM的Unit配置

8.PWM代码案例

9.总结

尽可能地把要点提炼出来讲解，让大家快速上手，少走弯路。

另外，对于特别问题点如Master/Slave通道，我分三个问题点来解答：

问题1：为什么会有Master和Slave这样的东西？

问题2：两个通道，如何设置占空比和周期？

问题3：Master和Slave如何选择？

希望对大家有帮助。

0.关于PWM

PWM即Pulse Width Modulation，通过IC的PWM硬件功能产生PWM信号。

PWM有几个特点参数：

硬件通道（HW Channel）
周期（Period）
占空比（Duty Cycle）
极性（Polarity，high/low）
空闲状态（IDLE State， high/low）
通道类型（Channel Class）

这些概念，做过嵌入式/MCU开发的软硬件工程师都应该很熟悉，这里就不累述了。

以控制LED灯为例，通过PWM输出可以控制其亮度，通常设置的参数有占空比和周期。原理其实很简单，快速的高低电平输出，会让LED一亮一灭，人眼是很难察觉出闪烁的，正因为这个特点，PWM大有用武之地。当然，除了LED控制，还有很多方面都可以用到PWM，例如LCD的VCOM电压，通过后级电路配合，PWM可以改变电压的。

下面通过一张图来简单说明下PWM的特点和AUTOSAR相关的函数使用。

这个图简洁表达了PWM几个API的使用意图，可以参考下面章节的时序图了解更详细的调用情况。

1.RH850 MCU中的PWM

（如果你不关注RH850的PWM，可以跳过这一章节）

RH850的PWM有几种，可以用PWM-Diag模块，也可以用TAUx模块（TAUD0, TAUB0, TAUB1, TAUJ0 and TAUJ1）。

PWM-Diag比较简单，但是资源有限，能设置的频率很低。

以下以TAUD为例来详细讲解下。

先看看TAUD这个模块通道图

问题1：为什么会有Master和Slave这样的东西？

Master/Slave通道，即常说的主/从通道

主/从通道的控制触发信号

主通道可以将控制触发信号输出到从通道。
从通道可以使用来自主通道的控制触发信号，但不能将其自身的控制触发信号输出到较低的通道。
主通道不能使用来自上层主通道的控制触发信号。

此功能通过使用一个主通道和多个从通道来生成多个PWM输出。它使能设置脉冲周期（频率）和TAUDTTOUTm的占空比。脉冲周期在主通道中设置。在从通道中设置占空比。

问题2：两个通道，如何设置占空比和周期？

这里就有个公式：

Pulse cycle = (TAUDnCDRm (master) + 1) × count clock cycle

Duty cycle [%] = (TAUDnCDRm (slave)/(TAUDnCDRm (master) + 1)) × 100

– Duty cycle = 0%

TAUDnCDRm (slave) = 0000H

– Duty cycle = 100%

TAUDnCDRm (slave) ≥ TAUDnCDRm (master) + 1

几个东西的关系，可对应下图作参考

如果想了解更多原理和细节，建议查看下RH850的SPEC中的TAUD内容，里面有很详细的描述。

2.PWM的文件结构

接着，看看AUTOSAR架构里面的PWM是怎么设计的。

以下是PWM的文件结构关系，大概了解下这方面内容就可以了。

3.PWM的时序调用

这部分是PWM的API调用时序，在使用PWM API的时候要注意这方面的内容，比较重要。

（1）Pwm_Init的使用

这一般都是EcuM会调用这个初始化，前提是要在EcuM里面配置这个初始化。

（2）Pwm_SetDutyCycle的使用

这个函数很常用，因为用到PWM基本都有会改变PWM的占空比的。

（3）Pwm_SetPeriodAndDuty的使用

这个函数也很常用，跟前面的Pwm_SetDutyCycle类似，多了个Period的参数。

（4）Pwm_SetOutputToIdle的使用

看名字就很容易理解这个函数的意图了，需不需要使用要看具体应用case。

（5）Pwm_GetOutputState的使用

看名字也很容易理解这个函数的意图，根据具体需要使用。

（6）Pwm_EnableNotification的使用

使能回调函数，前提是你要配置定义好这个Notification函数，在上升沿下降沿时会被调用。

以上都是一些理论或者概念上的东西，下面是重点，实战配置和使用PWM，PWM具体怎么配置出来，又是如何使用的？

4.PWM的Port配置

配置PWM前，需要配置其对应的Port属性。

以下选P9-0和P9-1作为例子讲解，对应的PWM模块是TAUD0

先点开Basic Editor中的Port

将P9-0配置成Master，模式选复选功能TAUD0o0_AT2OUT这个

将P9-1配置成Slave，模式选复选功能TAUD0o2_AT2OUT这个

5.PWM的基本属性配置

在配置PWM通道之前，首先要注意以下三项内容的配置，这些是基本的参数，比较简单

第一项，PwmConfigurationOfOptApiServices

即要选上哪些你要用到的API服务，把用到的勾选上就可以了

第二项，PwmDemEventParameterRefs0

这是DEM模块用到关联到的Event，即

引用DemEventParameter元素的容器，如果发生相应的错误应使用 API Dem_ReportErrorStatus API 调用这些元素。EventId 取自引用的DemEventParameter的DemEventId值。容器中提供了标准化错误，并且可以通过供应商特定的错误参考进行扩展。

一般默认就好了，如果配置提示错误，那就得好好研究下这些Event引用，跟DEM模块有关，这里不详述了。