【Infineon XMC 應用筆記】 XMC1000 and XMC4000 CCU4 捕獲比較單元 Part 1

1. CCU4簡介:

(1) 每個CCU4模組都由4個完全相同的16-bit 捕獲/比較計時器子模組CC4y組成。每個計時器子模組都有一個用於產生PWM信號的專用輸出。
(2) 每個計時器子模組都可以工作在捕獲模式或比較模式下。在比較模式下,只有1個比較通道可用;而在捕獲模式下,最多可以並行使用4個捕獲輸入暫存器。
(3) 每個CCU4模組有4個服務請求,每個計時器子模組都有一個專用的輸出信號,從而最多能夠產生4個獨立的PWM信號。
(4) 計時器子模組可直接串聯,最多可支援64-bit定時操作。提供靈活的頻率測量,頻率倍增和脈衝寬度調製的方案。
(5) 每個都有一個可程式設計的功能輸入選擇器,該選擇器可提供最高9種功能,它不需要因為輸入腳位的硬體限制,而對所有資源進行映射。
(6) CCU4和POSIF之間的一個內部連接模組可與旋轉編碼器直接耦合,從而實現了數位電機回路的靈活控制。





2. CCU4特性如下:

(1) 16-bit 計時器單元。
(2) 每個計時器子模組的捕捉/比較模式:在捕獲模式下有4個捕獲寄存器,在比較模式下有1個PWM比較輸出通道。
(3) 可程式化的低通濾波器輸入信號。
(4) 內部計時器可串聯32、48或64-bit的寬度。
(5) 週期和比較值的映射傳遞。
(6) 可程式化的時鐘預分頻器。
(7) 正常計時器模式和門控式定時器模式。
(8) 三種計數方式:中心對齊、邊沿對齊、單次觸發。
(9) PWM輸出生成和Trap功能可選擇。
(10) 啟動/停止可由外部事件控制,亦可計數外部事件。
(11) 每個CCU4有4條專用服務請求,靈活配置各種功能。



3. CCU4典型應用如下:

(1) 簡單的同步和外部事觸發事件控制。

(2) 功率轉換系統(PFC、SMPS)採用單次模式。

(3) 通過捕獲、計數和位置通訊介面等外設功能,回饋傳感器訊號(POSIF)。

(4) 輸出引腳上的多信號模式,由並行多通道控制產生。

(5) 多相馬達電機控制,可進行相位調整和陷阱處理。

(6) 三電平PWM轉換,用於交流電機的逆變器、直接轉矩控制(DTC)和同步電機。

(7) 由外部事件單元的請求,控制計時器輸入函數的外部事件。

(8) 抖頻PWM或高精度PWM周期,可降低EMI,分階段劃分PWM為更小週期。

(9) 通過浮動分頻器自動調整時序,使時間測量功能更廣泛和動態偵測時間。




4. PWM捕獲輸入功能簡介:
每個CAPCOM4 (CCU4x)有4個計時器子模組。
每個子模組有4個捕獲值暫存器,分成2對,根據2種可能的配對模式選定捕獲的事件控制輸入:Capt0或Capt1;或分別為Capt0和Capt1的不同事件的2對;或通過Capt1對相同事件的串聯。



 5. PWM比較輸出功能簡介:
(1) 影子傳輸:
CAPCOM4計時器的所有計時功能參數都保證由硬體進行一致更新。它們從陰影暫存器的值中更新,在全域預設請求中,在一個週期匹配或一次匹配時同時傳輸到所有函數暫存器。
(2) 非對稱比較功能:
在週期比較和單次比較中使用陰影轉移的好處是允許以中心對齊模式提供非對稱比較事件。實時事件類似於處理邊緣對齊模式下的陰影值更新。
(3) 如何啟動計時器:
啟動計時器有兩種方式:(a) 直接設定暫存器TRBS;(b)外部事件啟動計時器。
(4) PWM信號產生:
CCU4 為占空比的配置提供了一個非常靈活的範圍。這個範圍是0~100%。
要在邊沿對齊模式下產生一個占空比為 100%的PWM 信號,應當將比較值CC4yCR.CR 設定為0000H;採用相同的方法,可以在中心對齊模式產生一個占空比為 100%的PWM 信號。



6. 資料來源:
(1) Peripheral - Capture and Compare Unit 4 (CCU4)
https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-IP_CCU4_XMC-TR-v01_02-EN.pdf?fileId=5546d4624ad04ef9014b0780bb082263
(2) AP32287 - XMC1000/XMC4000 - Capture Compare Unit 4 (CCU4)
https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-CCU4-XMC1000_XMC4000-AP32287-AN-v01_01-EN.pdf?fileId=5546d4624e765da5014ed8dd0f4614c0
(3) XMC4700 XMC4800 Reference Manual
https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-ReferenceManual_XMC4700_XMC4800-UM-v01_03-EN.pdf?fileId=5546d462518ffd850151904eb90c0044

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