1 PWM簡(jiǎn)介

脈沖寬度調(diào)制(PWM) ，是英文“Pulse Width Modulation” 的縮寫(xiě)，簡(jiǎn)稱脈寬調(diào)制，是利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)。簡(jiǎn)單一點(diǎn)，就是對(duì)脈沖寬度的控制。

在瑞薩RA6E2系列 MCU 中有兩種定時(shí)器，一種是通用 PWM 定時(shí)器 GPT，另外一種是異步通用定時(shí)器 AGT，在這里我們使用通用定時(shí)器GPT進(jìn)行PWM輸出。

[]()[]()Figure ? GPT 外設(shè)模塊的結(jié)構(gòu)框圖

RA6E2系列共有共 6 個(gè)GPT定時(shí)器（即6個(gè)通道）。GPT 的計(jì)數(shù)器支持遞增計(jì)數(shù)，遞減計(jì)數(shù)和遞增/遞減計(jì)數(shù)。詳細(xì)的通道名稱如下表所示。

[]()[]()Figure ? GPT各個(gè)通道詳情

PWM 輸出就是對(duì)外輸出脈寬（即占空比）可調(diào)的方波信號(hào)， 信號(hào)頻率由周期設(shè)定寄存器 GTPR 的值決定，占空比由比較寄存器 GTCCR 的值決定。

2 RT-Thread 的PWM簡(jiǎn)介

PWM(Pulse Width Modulation , 脈沖寬度調(diào)制) 是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法，通過(guò)不同頻率的脈沖使用方波的占空比用來(lái)對(duì)一個(gè)具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行編碼，使輸出端得到一系列幅值相等的脈沖，用這些脈沖來(lái)代替所需要波形的設(shè)備。

在開(kāi)啟 PWM 設(shè)備框架以及 PWM驅(qū)動(dòng)之后，應(yīng)用程序通過(guò) RT-Thread 提供的 PWM設(shè)備管理接口來(lái)訪問(wèn) PWM設(shè)備，相關(guān)接口如下所示：

關(guān)于PWM的更多資料請(qǐng)參看RT-Thread官方手冊(cè)：

https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/device/pwm/pwm

3 PWM實(shí)例

3.1 RA6E2 PWM配置

接下來(lái)配置PWM，只需要簡(jiǎn)單配置就可使用。

• FSP配置PWM

打開(kāi)RA Smart Configurator，在配置界面里面依次打開(kāi)“Pins->Peripherals->Timers:GPT”配置GPT模塊，將GPT3 的 GTIOC3A 信號(hào)輸出連接到 P111引腳。

[]()[]()Figure ? 打開(kāi)GPT輸出引腳

接下來(lái)就是添加PWM stack。

[]()[]()Figure ? 添加PWM stack

接下來(lái)需要配置PWM的參數(shù)。

[]()[]()Figure ? 配置PWM的參數(shù)

核心參數(shù)如下：

• Pin Output Support ：使能PWM輸出
• Name ：設(shè)置 GPT 模塊名字，這里使用是GPT3，名字就為g_timer3
• Channel ：配置GPT通道，這里使用的第3個(gè)通道
• Mode ：配置 GPT 的工作模式為 PWM 輸出模式。
• Period ：配置GPT的周期為10 KHz，需要和Period Unit配合使用
• Period Unit ：周期的單位，這里設(shè)置為KHz
• Duty Cycle Percent ：設(shè)置PWM的占空比，當(dāng)然也可通過(guò)代碼修改，這里就設(shè)置為50
• GTIOCA Output Enabled ：使能 GTIOCA 輸出
• GTIOCA Stop Level ：設(shè)置定時(shí)器停止時(shí) GTIOCA 輸出的電平為低電平
• GTIOC3A ：選擇連接到 P111引腳，打開(kāi)GPT的Pin之后，會(huì)默認(rèn)關(guān)聯(lián)

最后生成過(guò)程即可。

• 配置組件

然后打開(kāi)對(duì)應(yīng)的通道。

3.2 PWM輸出代碼實(shí)現(xiàn)

核心代碼如下：

#define PWM_DEV_NAME     "pwm3"
#define PWM_DEV_CHANNEL  0

void open_pwm_output(void)
{
    struct rt_device_pwm *pwm_dev;
    /* turn on the LCD backlight */

    pwm_dev = (struct rt_device_pwm *)rt_device_find(PWM_DEV_NAME);

    /* pwm frequency:100K = 10000ns */
    rt_pwm_set(pwm_dev, PWM_DEV_CHANNEL, 10000, 5000);
    rt_pwm_enable(pwm_dev, PWM_DEV_CHANNEL);
}

3.3 測(cè)試驗(yàn)證

編譯下載，調(diào)試信息如下：

接下來(lái)就看看PWM的輸出，PWM 信號(hào)可以通過(guò)示波器看到，下面筆者就是用邏輯分析儀查看波形。

首先筆者使用的邏輯分析儀是Kingst LA5016，當(dāng)然啦，其他的也可以，關(guān)于邏輯分析儀的相關(guān)使用筆者這里就不介紹了，可以查看官方資料。

首先將P111引腳接到邏輯分析儀的CH0，然后下載程序到板子中，打開(kāi)Kingst VIS，然后進(jìn)行采樣。

[]()[]()Figure ? PWM輸出實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象

從上圖可以看到，實(shí)際測(cè)量的頻率和占空比與理論是相符的。