risc-v Sifive learn inventor基础之硬件pwm&寄存器HifiveRev B pwm调速

皋陶

RISC-V Sifive learn inventor基础之硬件pwm&寄存器HifiveRev B pwm调速 电机调速 占空比
risc-v Sifive learn inventor基础之硬件pwm

目录

• Sifive Learn Inventor 基础之gpio 按键中断
• Sifive learn inventor基础之串口&操作寄存器
• Sifive learn inventor基础之硬件pwm&寄存器
• risc-v Sifive learn inventor基础之硬件i2c与LSM303AGR通信
  

risc-v Sifive learn inventor基础之串口
继串口之后，继续来通过寄存器操作硬件pwm，熟悉操作寄存器的流程。
因为sifive官方没有提供pwm的库函数，所以必须根据芯片手册配置寄存器来开发pwm。这是练习操作寄存器的好机会！

错误修改

2020.7.24
修改了示例应用中，pwm占空比为1/5；多谢指正；
之前关于pwmcount，scale与pwms的关系搞错了，正确的关系是pwms=pwmcount/scale。耽误各位了

一，硬件连接

在入门手册中可以知道，在金手指上，gpio2接到小车上的右边电机且控制电机正转。在芯片手册的gpio章节，可以找到gpio2的复用功能1中对应的是pwm0_cmp2，所以要操作的就是pwmcmp2输出pwm波。

二，pwm

e310有三个pwm控制器，我们需要操作的是pwm0。

一个pwm控制器的寄存器如下：

pwmcfg：配置pwm

pwmcount：pwm计数寄存器

pwms：保存pwmcount经过放大后的值，这个寄存器用来与pwmcmpX寄存器比较，从而产生pwm波。

1，pwmcfg

• pwmscale：pwmcount的扩大倍数 ；pwmscale∈（0-15）；扩大倍数：20—>215;
• pwmsticky和pwmdeglitch：是与pwm中断相关的，是用来防止当改变cmpX的值时，中断再次触发。
• pwmzero ：为1时，当pwms==cmp0时，pwmcount会重置。但是在开发过程中，我发现这个位无法被置一，当向bit 9写1时，bit 10置1，而bit 9保持0 最后发现这个不会影响pwmzero的功能。
• pwmcmpXcenter： 用来设置pwm的中央对齐模式
• pwmXgang： 设置pwm轮流产生信号。
• pwmcmpXip:中断标志位
  

2，pwms与pwmcmpx
pwms的值就是pwmcount的值缩小2^n倍，n=scale，n∈【0，15】。缩放后的值与pwmcmpX寄存器里的值比较，产生pwm波。当pwms>pwmcmpX 时，gpioX输出高电平。

pwmcpmX的最大值与cmpwdith有关，如图不同pwm控制器有不一样的cmpwdith，如pwm0的cmpwdith=8，pwmcmpX寄存器就只能设置8位，也就是0->255，pwm1的cmpwdith=16,pwmcmpX范围0->2^16-1。这一点在编程时需要注意传递的参数不能超出范围。

二，代码编写

了解了寄存器的功能后，就可以通过代码来操作寄存器实现所需的功能了。可见，通过scale可以设置pwms的时钟频率（pwm时钟频率是16MHZ），设置pwmcmp0可以设置pwm的周期，再通过设置pwmcmpX调节pwm的占空比。

首先设置gpio2，输出使能，复用功能1，配置pwmcfg寄存器，保险起见，先清零，再设置scale

注意，pwmenalways必须在pwmzerocmp之前置位，若pwmzerocmp先置位，则pwmenalways设置为1时，pwmzerocmp会被清零!

最后清零所有cmp寄存器，然后设置cmp0的值，这样初始化了周期，cmp1-cmp3的输出全是高电平。

1. #include "pwm.h"
   
2. /*
   
3. * 设置pwm0占空比
   
4. * cmp_num :0->3
   
5. * 通过设置pwmcmp0可以设置周期,cmpx>pwms 低电平
   
6. * cmp 【0，155】这是由于pwmdwith=8
   
7. */
   
8. int pwm0_setcmp(int cmp_num,char cmp){
   
9.         if(cmp_num==0){
   
10.                 PWM0_CMP0 &=0;
    
11.                 PWM0_CMP0|=cmp;
    
12.         }
    
13.         else if(cmp_num==1){
    
14.                 PWM0_CMP1 &=0;
    
15.                 PWM0_CMP1|=cmp;
    
16.         }
    
17.         else if(cmp_num==2){
    
18.                 PWM0_CMP2 &=0;
    
19.                 PWM0_CMP2|=cmp;
    
20.         }
    
21.         else if(cmp_num==3){
    
22.                 PWM0_CMP3 &=0;
    
23.                 PWM0_CMP3|=cmp;
    
24.         }
    
25. }
    
26. /*
    
27. * pwm初始化
    
28. *  假设时钟周期设为64M
    
29. * 周期 = (250*2^scale)/64 us=2^scale*3.90625
    
30. *int scale (0-15)时钟分频系数 scale=7时，T=500us
    
31. */
    
32. void pwm_init(int scale){
    
33. 
    
34.         //GPIO2->PWM0CMP2
    
35.         GPIO0_IOF_EN |=(1<<2);//enable gpio2 iof
    
36.         GPIO0_IOF_SEL |=(1<<2); //select iof 1
    
37. 
    
38.         //配置cfg寄存器
    
39.         PWM0_CFG &=0;//clear cfg
    
40.         PWM0_CFG |=scale;//set scale=0
    
41.         PWM0_CFG |=(1<<12);//set pwmenalways 1 ;note:this must be done before pwmzeorcmp
    
42.         PWM0_CFG |=(1<<9);//set pwmzero 1
    
43. 
    
44.         //init the cmpx value
    
45.         pwm0_setcmp(0,250);
    
46.         pwm0_setcmp(1,250);
    
47.         pwm0_setcmp(2,250);
    
48.         pwm0_setcmp(3,250);
    
49. }

复制代码

寄存器相关宏定义

1. #define PWM0_CFG (__METAL_ACCESS_ONCE((__metal_io_u32 *)(METAL_SIFIVE_PWM0_0_BASE_ADDRESS + METAL_SIFIVE_PWM0_PWMCFG)))
   
2. #define PWM0_CMP0 (__METAL_ACCESS_ONCE((__metal_io_u32 *)(METAL_SIFIVE_PWM0_0_BASE_ADDRESS + METAL_SIFIVE_PWM0_PWMCMP0)))
   
3. #define PWM0_CMP1 (__METAL_ACCESS_ONCE((__metal_io_u32 *)(METAL_SIFIVE_PWM0_0_BASE_ADDRESS + METAL_SIFIVE_PWM0_PWMCMP1)))
   
4. #define PWM0_CMP2 (__METAL_ACCESS_ONCE((__metal_io_u32 *)(METAL_SIFIVE_PWM0_0_BASE_ADDRESS + METAL_SIFIVE_PWM0_PWMCMP2)))
   
5. #define PWM0_CMP3 (__METAL_ACCESS_ONCE((__metal_io_u32 *)(METAL_SIFIVE_PWM0_0_BASE_ADDRESS + METAL_SIFIVE_PWM0_PWMCMP3)))

复制代码

示例应用
设置pwm周期500us 占空比1/5

1. __metal_driver_sifive_fe310_g000_pll_init(&__metal_dt_clock_4);//clock 64mhz
   
2. metal_clock_set_rate_hz(&__metal_dt_clock_4.clock,64000000);
   
3. //当scale=7 PWM周期500us
   
4. pwm_init(7);
   
5. pwm0_setcmp(2,200);

复制代码

三，小结

以pwm0为例，其他的pwm也大致可以依样画葫芦。这次用逻辑分析仪，能明显清晰的看到pwm的周期和占空比，通过不断调试pwmcfg，最后找到规律。同时实践了操作寄存器的方法。编写了reg.h，方便操作寄存器。

作者学识短浅，如有错误的地方，望不吝赐教，如果我的博客对你有帮助，记得点赞收藏哦！

本篇完，感谢关注：RISC-V单片机中文网