簡介

        本文將詳細介紹如何使用 EB 工具配置 Flagchip FC7300 MCAL PWM 驅動 RGB，並重點強調了配置 pwm 模塊的過程以及對pwm 模塊的詳細解釋。本次示例演示將會使用 FTU1_CH1、FTU1_CH3、 FTU1_CH5 通道來驅動 RBG 燈點亮

硬體平台：旗芯微 FC7300DEMO BOARD V2 開發板

軟體平台：EB tresos 28.1.0 、Flagchip_FC_IDE 4.0.7

MCAL:  0.4.0

AUTOSAR VERSION :  V4.6.0

       以下是 MCAL PACK中 一些文件的簡要說明：

一、 PWM 實例 EB 配置

1.1 導入DemoBoard 例程

       打開 Tresos Studio 左上角選擇 File→Import→Existing Projects into Workspace，選擇 FC7300 MCAL 包中的 DemoBoard/tools/DemoBoard_FC7300F8M_EB_Project 文件夾，如圖1.1-1.3所示步驟

                                              
  圖1.3 Tools/DemoBoard

       1.2 選擇需要用到的模塊

       由圖 1.4 可以看到，導入進來的例程包含多個模塊，但是本次只需要用到Common、EcuC、Mcu、Os、Port、Pwm，所以右擊工程，選擇 Module Configurations，進入圖 1.6 所示界面並進行篩選。

1.3 配置 ECUC 模塊

        在 RGB 燈的MCAL中必須有ECUC模塊，在Module Configurations 中添加ECUC模塊，選擇默認配置即可。


                                                                                           圖 1.7  ECUC 模塊

1.4 配置OS 模塊

       在 RGB 燈的MCAL中必須有OS模塊，在Module Configurations 中添加OS模塊，選擇默認配置即可。


                                                                                            圖 1.8  OS 模塊

1.5 配置 MCU 模塊

MCU 模塊提供 MCU 初始化、復位、休眠、系統時鐘配置、外設時鐘配置等功能。

       我們需要配置FOSC 使能，先雙擊 Mcu 模塊，進入如圖 1.9 所示界面，選擇 McuClockSettingConfig，勾選 FOSC Enable。


                                                                                                      圖 1.9  Mcu 配置界面1

        查看原理圖如圖 1.10 所示，RGB1r 對應 PTC12、RGB1g 對應 PTB29、RGB1b 對應 PTB21。通過查找如圖 1.11 所示引腳復用看到可復用到 FTU1_CH5、FTU1_CH3、FTU1_CH1。

圖 1.10 原理圖

圖 1.11 引腳復用

雙擊圖 1.9 index 欄下的 0，選擇 PCC 外設時鐘配置，添加如圖 12  所示的 FTU 時鐘並使能。

圖 1.12 Mcu 配置界面2

1.6 配置 IO 模塊

        雙擊 port，進入到 port 配置模塊，如圖 1.13 所示。選擇 portconfig，現在配置需要用到的 PTB21、PTB29、PTC12。雙擊 port 前面的 index 欄下的 1，進入 portB 的配置界面。

圖 1.13 port配置界面

添加 PTB21、PTB29,名字命名為原理圖對應的 RGB 名，如 PTB21 為 RGB_1b。如圖 1.14 所示。

                                                                                                             圖 1.14 portpin配置界面

        雙擊 index 欄下的序號進入 PTB21 的配置界面。配置引腳模式為 FTU1_CH1，輸出模式，默認低電平。如圖 1.15 所示。同理，PTB29 和 PTC12 也是一樣的配置方法，引腳模式分別是 FTU1_CH3 和 FTU1_CH7，輸出模式，默認低電平。

圖 1.15 PTB21 配置界面

1.7 配置 PWM 模塊：

       在 Module Configurations 中添加 PWM 模塊，在 PWM 模塊中的  PwmFtuModule  下添加 FTU 外設如圖 1.16 所示。

                                                                                                  圖 1.16 PWM 配置界面

       雙擊 Index 0 進入PwmFtuModule_0-> Ftu Modules 配置界面，選擇 Ftu外 設為 FTU_0，時鐘選擇為 BUS，參考源為 McuClockReferencePoint_Bus，選擇 PWM 計數方式為邊沿對齊模式、設置 PWM 頻率為 10 Khz。

圖 1.17 Ftu Modules配置界面

        進入 PwmFtuModule_0->  PwmFtuChannels 的配置界面，添加三個 PWM_FTU_Channal ，將 Name 分別修改為 RGB1_1r、RGB1_1g、RGB1_1b， Ftu Hardware Channel  更改為與引腳定義對應的 FTU_CH5、FTU_CH3、FTU_CH1 通道、將通道設置為相互之間獨立。如圖 1.18 所示。

        進入 PWM->PwmChannelConfigSet的配置界面添加三個 PwmChannel、Name 分別修改為RGB1_RED、RGB1_BLUE、RGB1_GREEN。如圖 1.19 所示。

        雙擊 Index 0 進入 RGB1_RED 配置界面，選擇 PwmFtuChannel 為剛剛在 PwmFtuModule_0->  PwmFtuChannels 下配置的通道，選擇 PWM 極性為高，選擇 PWM 空閒時的電平為低。如圖 1.20 所示。

二、實例代碼解析

2.1 將 EB 配置好的工程編譯並更新代碼至 FCIDE 中

圖 2.1 編譯並更新

按照如圖 2.1 所示標註依次點擊，驗證錯誤，無錯誤後並生成代碼。

2.2 main.c

可以看到如圖 2.2 所示的 Pwm 已經添加進來並進行初始化。

把 Bsp_Pwm_20ms_Task_Event 函數添加至任務時間片函數中。

2.3 Pwm_PBcfg.c

        我們可以看到 FTU0外設、FTU1_CHx 在EB 工具配置好的屬性

在 demo 示例中修改 Bsp_Pwm_20ms_Task_Event 函數，如圖 2.6 所示

這串代碼的解釋是：

當前 CPU 是 Core 0，代碼將執行 PWM 操作。

        代碼將 PWM 通道 RGB1_RED、RGB1_GREEN、RGB1_BLUE 的占空比設置為變量 s_u32Rgb2DutyVal 的值。檢查變量 s_u8BreathDirection 的值。如果為 0，代碼將 RGB1 通道的占空比增加 s_u32Rgb1Step 的值。呼吸效果逐漸變亮。如果占空比超過最大占空比值（PWM_MAX_DUTY），則將 s_u32Rgb1DutyVal 設置為最大占空比值，並將 s_u8BreathDirection 設置為 1。

       如果 s_u8BreathDirection 為 1，代碼檢查當前占空比值（s_u32Rgb1DutyVal）是否大於 s_u32Rgb1Step。如果是，則將占空比減去 s_u32Rgb1Step。呼吸效果體現為逐漸變暗。如果占空比小於或等於 s_u32Rgb1Step，則將占空比設置為 0，並將 s_u8BreathDirection 設置為 0。

由此來設置三色為相同的亮度。可以看到 RGB 燈呈現白光的呼吸效果。

三、燒錄和調試

3.1 將工程編譯並燒錄到開發板

        觀察 RGB 燈，可以看到 RBG 呈呼吸狀態被點亮

四、PWM 模塊詳解

FC7300 PWM 模塊提供獨立/互補/同步通道輸出，邊沿/中心對齊模式，產生可變占空比與周期脈衝等功能

4.1 General 配置

圖 4.1 General 配置

①PwmConfigurationOfOptApiServices

• PwmDeInitApi：復位 PWM 配置
• PwmGetOutputState：獲取 PWM 輸出狀態
• PwmSetDutyCycle：設置 PWM 占空比
• PwmSetOutputToIdle：將 PWM 輸出設置為空閒狀態
• PwmSetPeriodAndDuty：設置 PWM 占空比和 PWM 周期使能，只有在 PWM-> PwmChannelConfigSet 下選用了 PWM_VARIABLE_PERIOD 才可以使用
• PwmVersionInfoApi：讀 PWM 模塊版本信息
• PwmGetChannelStateApi：獲取 PWM 通道狀態
• PwmEnableTriggerOut ：使能 PWM 觸發輸出

②PwmGeneral

• PwmDevErrorDetect： 是否開啟錯誤檢測
• PwmDutycycleUpdatedEndperiod： 選擇更新 PWM 占空比的方式，立即更新/周期結束後更新
• PwmLowPowerStatesSupport： 啟用 PWM 低功耗模式，電源狀態管理相關的函數有 (PWM_SetPowerState、PWM_GetCurrentPowerState、 PWM_GetTargetPowerState、 PWM_PreparePowerState,、PWM_Main_PowerTransitionManager)
• PwmPowerStateAsynchTransitionMode：不需要配置
• Pwm Enable User Mode Support：不需要配置
• PwmIndex：指定此模塊實例的編號。如果只有一個實例，則其 Id 應為 0
• Fault Support Enable：啟用故障功能，用於關停 PWM 輸出
• EnableMaskingOperations：啟用兩個功能函數，分別是強制停止 PWM 通道輸出、解除強制停止 PWM 通道輸出

4.2 PwmChannel配置

添加在 PwmFtuModule 配置好的通道

圖 4.2 PwmChannel

4.2.1 雙擊Index 進入PwmChannel-> General配置

圖 4.3 PwmChannel General 配置

• PwmChannelId：PWM 通道 Id 號
• PWM Hardware IP：PWM 的硬體單元選擇
• PwmFtuChannel：選擇一個 FTUx Channelx 配置
• PwmMcuClockReferencePoint：PWM 的 Mcu 時鐘參考源
• PwmChannelClass：PWM 通道類別，可選固定周期，可變周期
• PwmPolarity：PWM 極性
• PwmIdleState：PWM 空閒狀態電平
• Default Period(HZ)：默認 PWM 輸出周期 (unit:Hz)
• Default Period Value：默認 PWM 輸出周期 (unit:s)
• PwmDutycycleDefault：默認 PWM 占空比
• PwmNotification：PWM 中斷回調函數

4.3 PwmFtuModule配置

       最多可添加 FTU 0-7 ，8個FTU硬體外設

4.4 PwmFtuModule

4.3.1 雙擊 Index0 進入 PwmFtuModule-> PwmFtuModule_0->Ftu Modules 配置界面

4.5 PwmFtuModule-> PwmFtuModule_0->Ftu Modules 配置界面

• Ftu Hardware Module：選擇Ftu 硬體外設
• Ftu Module Prescaler：Ftu 預分頻器
• Ftu Module clock selection：選擇 Ftu 時鐘輸入源
• Ftu Module clock Frequency：選擇 Ftu 時鐘頻率
• Ftu Module's Channels Alignment：選擇計數模式
• Reload Frequency： 重新加載次數，例：當選擇 LDFQ_EACH1 每次 cnt 計數等於 mod 時進行一次重新加載
• Default Period：配置 PWM 周期
• Default Period Value：根據Default Period 點擊計算器標識可自動計算出
• Deadtime Counter：死區時間配置
• DeadTime Counter Prescaler：死區時間計數分頻器
• Pwm Background Debug Mode configuration：PWM在Debug 時的行為，可選計數停止設立標誌位、計數停止輸出進入安全模式、計數停止輸出凍結、繼續進行PWM 輸出
• Pwm Fault Funtionality and Clear Mode：故障控制模式，在使能 Fault Support Enable 可以進行配置，可選所有通道禁用、啟用偶數通道故障控制，手動故障清除、啟用所有通道故障控制，手動故障清除、啟用所有通道故障控制，自動清楚故障。使用手動清楚故障時，需要開啟中斷。
• Enable External Trigger Channel x：使能外部信號進行 PWM Channel 輸出
• Enable Reload Trigger：使能重新裝載時的觸發信號

4.3.2 PwmFtuModule-> PwmFtuModule_0->Ftu Fault配置界面

圖 4.6 PwmFtuModule-> PwmFtuModule_0->Ftu Fault 配置界面       

• Pwm Fault Filter Prescaler: Ftu 故障濾波分頻器
• Pwm Fault Filter Value : Ftu 故障濾波值
• Channel Output on Fault: 故障通道輸出、
• Fault notification enable: 故障通知使能
• Fault Input Channel： 故障輸入通道選擇
• Configure polarity for Fault Input Pin：配置故障輸入引腳極性
• Enable Fault Input Glitch Filter： 啟動故障輸入濾波器
• PwmFaultNotification：PWM 故障回調函數

4.3.3 PwmFtuModule-> PwmFtuModule_0->PwmFtuChannels 配置界面,每個 FTU 外設最多可配置 8 個 PWM 通道

圖 4.7 PwmFtuModule-> PwmFtuModule_0->PwmFtuChannels配置界面

4.3.4 雙擊 Index0，進入 PwmFtuChannles-> General 配置界面

圖 4.8 PwmFtuChannles-> General配置界面

• Ftu Hardware Channel : FTU 硬體通道選擇
• Edge configuration setting for current channel：當前通道的模式，可配置為獨立、同步、互補通道
• Enable Deadtime on combined channels: 使能互補通道死區時間

4.4 PwmPowerStateConfig配置

圖 4.9 PwmPowerStateConfig配置

4.5 PublishedInformation PWM 模塊版本信息

圖 4.10 PublishedInformation PWM 模塊版本信息

4.6 PWM 模塊常用函數

1. Pwm_Init：初始化PWM 模塊

2. Pwm_DeInit：將 PWM模塊復位至默認狀態

3. Pwm_SetDutyCycler：設置 PWM 通道占空比

4. Pwm_SetPeriodAndDuty：設置 PWM 周期與通道占空比

5. Pwm_SetOutputToIdle：將PWM輸出設置為空閒狀態

6. Pwm_GetOutputState：獲取PWM通道輸出空閒狀態

7. Pwm_EnableNotification：使能 PWM 通道事件通知

8. Pwm_DisableNotification：失能PWM 通道事件通知

9. Pwm_GetVersionInfo： 獲取 PWM 模塊版本信息

10. Pwm_GetChannelState：獲取PWM通道占空比狀態

11. Pwm_EnableTriggerOut：使能PWM通道重載觸發輸出

12. Pwm_DisableTriggerOut：失能PWM通道重載觸發輸出

13. Pwm_MaskOutputs：強制停止 PWM 通道輸出

14. Pwm_UnMaskOutputs：解除強制停止 PWM 通道輸出

15. Pwm_SetPowerState: 進入預先準備好的電源狀態

16. Pwm_GetCurrentPowerState: 返回 PWM 硬體單元的當前電源狀態

17. Pwm_GetTargetPowerState: 返回 PWM 硬體單元的目標電源狀態

18. Pwm_PreparePowerState: 允許 PWM 硬體模塊進入請求的電源狀態

五、總結

        本文以 PWM 驅動 RGB 為示例，介紹了如何配置和使用 FC7300 的 PWM（脈寬調製）模塊，通過本文的講解，讀者可以了解到如何正確配置 PWM 模塊，以實現脈寬調製的功能。

六、參考文獻

(1)  AUTOSAR_SWS_PWMDriver.pdf

(2)  FC7300 Reference Manual V0.6.pdf

(3)  FC7300 DataSheet V0.4.pdf

 


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