【Infineon XMC 应用笔记】 XMC1000 and XMC4000 CCU4 捕获比较单元 Part 1

1. CCU4简介:

(1) 每个CCU4模组都由4个完全相同的16-bit 捕获/比较计时器子模组CC4y组成。每个计时器子模组都有一个用于产生PWM信号的专用输出。
(2) 每个计时器子模组都可以工作在捕获模式或比较模式下。在比较模式下,只有1个比较通道可用;而在捕获模式下,最多可以并行使用4个捕获输入暂存器。
(3) 每个CCU4模组有4个服务请求,每个计时器子模组都有一个专用的输出信号,从而最多能够产生4个独立的PWM信号。
(4) 计时器子模组可直接串联,最多可支援64-bit定时操作。提供灵活的频率测量,频率倍增和脉冲宽度调制的方案。
(5) 每个都有一个可程式设计的功能输入选择器,该选择器可提供最高9种功能,它不需要因为输入脚位的硬体限制,而对所有资源进行映射。
(6) CCU4和POSIF之间的一个内部连接模组可与旋转编码器直接耦合,从而实现了数位电机回路的灵活控制。





2. CCU4特性如下:

(1) 16-bit 计时器单元。
(2) 每个计时器子模组的捕捉/比较模式:在捕获模式下有4个捕获寄存器,在比较模式下有1个PWM比较输出通道。
(3) 可程式化的低通滤波器输入信号。
(4) 内部计时器可串联32、48或64-bit的宽度。
(5) 周期和比较值的映射传递。
(6) 可程式化的时钟预分频器。
(7) 正常计时器模式和门控式定时器模式。
(8) 三种计数方式:中心对齐、边沿对齐、单次触发。
(9) PWM输出生成和Trap功能可选择。
(10) 启动/停止可由外部事件控制,亦可计数外部事件。
(11) 每个CCU4有4条专用服务请求,灵活配置各种功能。



3. CCU4典型应用如下:

(1) 简单的同步和外部事触发事件控制。

(2) 功率转换系统(PFC、SMPS)采用单次模式。

(3) 通过捕获、计数和位置通讯界面等外设功能,回馈传感器讯号(POSIF)。

(4) 输出引脚上的多信号模式,由并行多通道控制产生。

(5) 多相马达电机控制,可进行相位调整和陷阱处理。

(6) 三电平PWM转换,用于交流电机的逆变器、直接转矩控制(DTC)和同步电机。

(7) 由外部事件单元的请求,控制计时器输入函数的外部事件。

(8) 抖频PWM或高精度PWM周期,可降低EMI,分阶段划分PWM为更小周期。

(9) 通过浮动分频器自动调整时序,使时间测量功能更广泛和动态侦测时间。




4. PWM捕获输入功能简介:
每个CAPCOM4 (CCU4x)有4个计时器子模组。
每个子模组有4个捕获值暂存器,分成2对,根据2种可能的配对模式选定捕获的事件控制输入:Capt0或Capt1;或分别为Capt0和Capt1的不同事件的2对;或通过Capt1对相同事件的串联。



 5. PWM比较输出功能简介:
(1) 影子传输:
CAPCOM4计时器的所有计时功能参数都保证由硬体进行一致更新。它们从阴影暂存器的值中更新,在全域预设请求中,在一个周期匹配或一次匹配时同时传输到所有函数暂存器。
(2) 非对称比较功能:
在周期比较和单次比较中使用阴影转移的好处是允许以中心对齐模式提供非对称比较事件。实时事件类似于处理边缘对齐模式下的阴影值更新。
(3) 如何启动计时器:
启动计时器有两种方式:(a) 直接设定暂存器TRBS;(b)外部事件启动计时器。
(4) PWM信号产生:
CCU4 为占空比的配置提供了一个非常灵活的范围。这个范围是0~100%。
要在边沿对齐模式下产生一个占空比为 100%的PWM 信号,应当将比较值CC4yCR.CR 设定为0000H;采用相同的方法,可以在中心对齐模式产生一个占空比为 100%的PWM 信号。



6. 资料来源:
(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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