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工程師筆記|STM32G474 HRTIME PWM 丟波問題分析與解決

STM32單片機 ? 來源:未知 ? 2022-12-02 18:55 ? 次閱讀
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關(guān)鍵詞:HRTIME, PWM,丟波,消隱




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1.前言

2.問題描述

3.原因分析

4.解決方法

5.小結(jié)


STM32G474 中包含了針對數(shù)字電源應(yīng)用的高精度定時器(HRTIMER),客戶在應(yīng)用該定時器產(chǎn)生 PWM 時,發(fā)現(xiàn) PWM 的輸出出現(xiàn)了“丟波”現(xiàn)象,本文對該問題進行分析并給出解決方案。


2.

問題描述


客戶使用高精度定時器產(chǎn)生 PWM, 其 PWM 產(chǎn)生的配置如下,Master Timer 的 period event與 compare 1 event 分別作為 Timer A 與 Timer B 的復(fù)位源,Timer A 與 Timer B 產(chǎn)生的 180 度移相的 PWM 輸出,EEV4 作為外部事件來觸發(fā) PWM reset, 并且使用 blanking 功能過濾發(fā)生在PWM set 點附近的 EEV4 事件,Timer compare 3 event 用來限制 PWM 的最大占空比,當(dāng) PWM周期內(nèi)沒有 EEV4 發(fā)生或是發(fā)生的時間點晚于 compare 3 事件時,Timer compare 3 event 將觸發(fā)PWM reset。


Master Timer:

Interleaved Mode:Half mode


Timer A :

Up-Down Mode : Up-counting

Timer counter reset trigger source : Master timer period event

PWM set source : Master timer period event

PWM reset source : Timer compare 3 event + EEV4


Timer B :

Up-Down Mode : Up-counting

Timer counter reset trigger source : Master timer compare 1 event

PWM set source : Master timer compare 1 event

PWM reset source : Timer compare 3 event + EEV4


EEV4 :

Source:EE source 2 – COMP1

Sensitivity:Falling edge

Fast Mode:re-sync mode

Filtering : Blanking from counter reset/roll-over to compare 1

Latch : Ignored if happens during a blank


使用以上的配置,正常情況下產(chǎn)生的 PWM 如下所示,C1/C2 分別為 TA1 與 TB1,C3 為EEV4,下降沿觸發(fā)事件,使 PWM reset。



但是當(dāng)外部事件發(fā)生的點接近于 PWM 周期值時,就會出現(xiàn) “丟波”,如下圖所示。

展開其中的部分波形觀察如下


3.

原因分析


對 PWM 丟失的波形進行分析,當(dāng)該情況發(fā)生時,EEV4 發(fā)生的時間點已經(jīng)晚于 CMP3 事件,正常波形的占空比也與設(shè)定的最大允許占空比一致。丟波情形節(jié)點:在 EEV4 事件發(fā)生的時間點靠近 TA1 或 TB1 波形的 set 點處才會出現(xiàn)。

為什么會出現(xiàn)“丟波”?從波形上分析,唯一可能的原因就是 C1/C2 的 set 事件被“忽略”了 ,導(dǎo)致整個周期一直處于低電平狀態(tài)。在高精度定時器中,若多個事件同時發(fā)生的時候就會出現(xiàn)事件被“忽略”的情況,且 reset 事件具備最高優(yōu)先級(除了多個事件都來源于同一定時器的CMP、PER 事件),導(dǎo)致 set 事件被“忽略”,可閱讀 RM 的 26.3.7 Set / reset events priorities and narrow pulses management 了解更多詳細(xì)的規(guī)則。


從客戶實際的配置中可確認(rèn)在“丟波”情況出現(xiàn)時,EEV4 不會跨周期,且實際的波形也驗證了該點,C3 的下降沿先于 C1/C2 的上升沿出現(xiàn)的,那么一般就會理解 EEV4 導(dǎo)致的 reset 事件不會與 PWM 的 set 事件 Master timer period/ compare 1 event 同時出現(xiàn),且客戶的配置中對EEV4 添加了消隱功能, blanking 區(qū)間為 counter reset/roll-over to compare 1,即使 EEV4 與Master timer period/ compare 1 event 同時出現(xiàn),也應(yīng)該被過濾掉,set 事件不應(yīng)該被忽略。總結(jié)如下:

? EEV4 不會與 Master timer period/ compare 1 event 同時出現(xiàn);

? 即使同時出現(xiàn),EEV4 也應(yīng)該被消隱過濾掉。但是 EEV4 作為外部事件作用于高精度定時器(復(fù)位 counter 或是 set/reset PWM 輸出),其從事件發(fā)生到生效是存在一定的內(nèi)部延時(26.3.8 External events global conditioning),如下圖所示。在 re-sync 模式下,這個延時一般會在 60ns 左右。

左右滑動查看變化


在高精度定時器中對多個事件同時出現(xiàn)的處理都是以事件的實際生效點為準(zhǔn),所以當(dāng) EEV4的下降沿發(fā)生點靠近 PWM set 事件的情況下,經(jīng)過內(nèi)部延時后,就可能會與 set 事件同時出現(xiàn)了。


關(guān)于消隱功能的 blanking 區(qū)間,比如本文中的 counter reset/roll-over to compare 1,一般的理解是從起點到終點全部過濾,但是實際情況是在設(shè)定的起點處 blanking 不會生效(經(jīng) division確認(rèn)),即 blanking 區(qū)間不是閉區(qū)間。另外需要注意的是消隱功能作用的也是事件的實際生效點,而非發(fā)生點。


對以上的分析總結(jié)如下:

?多個事件同時出現(xiàn)的處理過程中,以事件的實際生效點為準(zhǔn),而非發(fā)生點;

? 消隱功能在 blanking 區(qū)間的起始點無效,且消隱對象為實際生效點在區(qū)間內(nèi)的事件。


客戶的配置中,blanking 區(qū)間的起始點與 PWM 的 set 點為同一個點,若是 reset 事件 EEV4通過內(nèi)部延時后剛好也落在這個點上,那么消隱不生效,reset 相對 set 優(yōu)先級高,結(jié)果就是 set事件被忽略,PWM 輸出繼續(xù)保持低電平,也是我們觀察到的 PWM“丟波”。基于上述分析,對客戶描述現(xiàn)象進行復(fù)現(xiàn),很容易捕捉到“丟波”現(xiàn)象,本文中提供的“丟波”時的波形就是基于以上的分析與實驗獲取的。


篇幅有限僅展示部分,完整文檔請點擊“閱讀原文”后下載
THE END


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原文標(biāo)題:工程師筆記|STM32G474 HRTIME PWM 丟波問題分析與解決

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