📚 课程目录第1章电机控制基础实验

1. 电机控制基础实验

任务目标

本实验使用C2000 DSP（以TMS320F28379D为例）的ePWM模块，生成频率与占空比均可调的PWM波形。该波形作为电机驱动功率级的控制信号，是电机控制的基础。实验通过在线调整占空比寄存器，观察输出波形变化，验证ePWM配置的正确性。

硬件与开发环境

硬件：TMS320F28379D LaunchPad开发板（板载LED连接至GPIO0，对应ePWM1A输出）
软件：CCS（Code Composer Studio）12.x，使用Bit-Field结构体开发方式
连接：将示波器探头连接至LaunchPad的GPIO0引脚（J4排针第40脚），地线接GND

核心实现

以下代码完成ePWM1模块的初始化，产生20kHz、占空比50%的PWM波形。主循环中每500ms将占空比在10%与90%之间切换，便于示波器观察占空比变化效果。

#include "F28x_Project.h"

// --- 全局变量 ---
volatile Uint16 dutyToggle = 0;    // 占空比切换标志

// --- ePWM1初始化函数 ---
void InitEPwm1(void)
{
    // 1. 关闭时基计数器，配置期间禁止输出
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.PRDLD = TB_IMMEDIATE;   // 立即装载周期值
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.SYNCOSEL = TB_CTR_ZERO; // 时基计数器归零时输出同步信号
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.HSPCLKDIV = TB_DIV1;    // 高速时基时钟分频：1分频
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.CLKDIV = TB_DIV1;       // 时基时钟分频：1分频

    // 2. 设置时基周期：150MHz / (20kHz * 1 * 1) = 7500
    EPwm1Regs.TBPRD = 7500 - 1;                 // 周期寄存器（0~7499计数）

    // 3. 计数模式：递增/递减模式（产生对称PWM）
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.CTRMODE = TB_COUNT_UPDOWN;

    // 4. 比较值初始化：50%占空比
    EPwm1Regs.CMPA.bit.CMPA = 3750;             // 7500 * 50% = 3750

    // 5. 动作限定：递增计数时CMPA匹配→输出低；递减计数时CMPA匹配→输出高
    EPwm1Regs.AQCTLA.bit.CAU = AQ_CLEAR;        // 递增匹配→清零（输出低）
    EPwm1Regs.AQCTLA.bit.CAD = AQ_SET;          // 递减匹配→置位（输出高）

    // 6. 死区模块：本实验不使用，全部旁路
    EPwm1Regs.DBCTL.bit.OUT_MODE = DB_DISABLE;

    // 7. 斩波模块：禁用
    EPwm1Regs.PCCTL.bit.CHPEN = 0;

    // 8. 事件触发：时基周期中断用于调试（可选）
    EPwm1Regs.ETSEL.bit.INTSEL = ET_CTR_ZERO;   // 计数器归零时触发中断
    EPwm1Regs.ETSEL.bit.INTEN = 1;              // 使能中断
    EPwm1Regs.ETPS.bit.INTPRD = ET_1ST;         // 每次归零触发一次

    // 9. 使能时基计数器
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.FREESOFT = 2;           // 仿真暂停时自由运行
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.CTRMODE = TB_COUNT_UPDOWN; // 重新确认模式（上一步已设）
}

// --- 主函数 ---
void main(void)
{
    // 初始化设备
    InitSysCtrl();

    // 禁用全局中断（配置期间）
    DINT;

    // 初始化GPIO：将GPIO0配置为ePWM1A输出
    InitEPwm1Gpio();

    // 初始化ePWM1模块
    InitEPwm1();

    // 使能全局中断
    EINT;

    // 主循环：交替切换占空比
    for(;;)
    {
        DELAY_US(500000);   // 延时500ms

        if(dutyToggle == 0)
        {
            EPwm1Regs.CMPA.bit.CMPA = 750;      // 占空比10%（750/7500）
            dutyToggle = 1;
        }
        else
        {
            EPwm1Regs.CMPA.bit.CMPA = 6750;     // 占空比90%（6750/7500）
            dutyToggle = 0;
        }
    }
}

工程配置说明

在CCS中新建空工程时需完成以下配置：

添加设备支持库：工程属性 → 常规 → 产品 → 勾选C2000Ware
包含头文件路径：C2000Ware_X_XX_XX_XX/device_support/f2837xd/common/include与.../f2837xd/headers/include
添加运行支持库：工程属性 → 构建 → C2000链接器 → 文件搜索路径 → 添加libc.a
链接命令文件：添加F2837xD_Headers_nonBIOS_cm.h对应的.cmd文件（位于.../f2837xd/headers/cmd）

运行与验证

编译工程：点击锤子图标，确认编译无错误无警告
烧录运行：点击绿色虫子图标进入调试，点击运行（F8）
示波器观察GPIO0引脚：应看到频率20kHz、幅值3.3V的方波
验证占空比切换：每500ms波形高电平时间在10%与90%之间切换（即高电平时间在3.75μs与33.75μs之间交替）

通过条件：示波器显示频率为20kHz±1%，且占空比每500ms在10%与90%之间交替变化，说明ePWM模块配置正确，PWM波形生成成功。

常见问题

无波形输出：检查GPIO0是否被其他外设复用，确认InitEPwm1Gpio()已正确调用；用万用表测量GPIO0对地电压，若为0V或3.3V恒定值说明PWM未工作
频率偏差：确认系统时钟为150MHz（F28379D默认配置），若使用其他时钟频率需重新计算TBPRD值
占空比不变化：检查主循环中DELAY_US是否被优化掉，确认dutyToggle变量声明为volatile