3. PWM基础与定时器：ePWM模块原理
伺服驱动里最核心的底层技术，就是PWM生成。你想想看，电机转得快慢、力矩大小，最终都靠PWM波去控制功率管开关。C2000的ePWM模块，我用了快十年，真心觉得它设计得巧妙。
这一章咱们就把ePWM的底裤扒干净。从时基计数器开始，到比较器、动作限定、死区插入，最后算算分辨率和频率。嗯，都是干货。
本章核心脉络：时基周期 → 计数器模式 → 比较匹配 → 动作限定 → 死区插入 → 互补PWM输出
3.1 时基周期与计数器
ePWM的核心是一个时基计数器TBCTR。它有三种模式：递增、递减、递增递减。我个人最常用递增递减模式，也就是中心对齐PWM。为什么？因为谐波小，电流纹波也小。
时基周期寄存器TBPRD决定了计数器的最大值。举个例子：
// 假设系统时钟 SYSCLKOUT = 100 MHz
// 想要 PWM 频率 = 20 kHz
// 递增递减模式：TBPRD = SYSCLKOUT / (2 * PWM频率)
// TBPRD = 100,000,000 / (2 * 20,000) = 2500
EPwm1Regs.TBPRD = 2500; // 时基周期
EPwm1Regs.TBCTL.bit.CTRMODE = 2; // 递增递减模式
EPwm1Regs.TBCTL.bit.HSPCLKDIV = 0; // 高速时钟不分频
EPwm1Regs.TBCTL.bit.CLKDIV = 0; // 时基时钟不分频我的习惯：初始化时先把TBCTR清零，避免上电瞬间出现不确定的PWM状态。曾经有个项目没做这步，电机上电时抖了一下，吓我一跳。
3.2 比较器与动作限定
比较器CMPA和CMPB，就是用来设定占空比的。当TBCTR的值等于CMPA或CMPB时，ePWM内部会产生一个比较事件。动作限定模块AQ根据这个事件，决定输出是高电平还是低电平。
动作限定的配置很灵活。你可以设置：
- CAU：递增时CMPA匹配
- CAD：递减时CMPA匹配
- CBU：递增时CMPB匹配
- CBD：递减时CMPB匹配
每个事件都可以独立设置动作：置高、置低、翻转、不变。我一般这样配：
// 递增递减模式，中心对齐
// 递增时匹配CMPA → 输出置低
// 递减时匹配CMPA → 输出置高
// 这样占空比 = (TBPRD - CMPA) / TBPRD
EPwm1Regs.AQCTLA.bit.CAU = AQ_CLEAR; // 递增匹配 → 低电平
EPwm1Regs.AQCTLA.bit.CAD = AQ_SET; // 递减匹配 → 高电平注意：动作限定的配置顺序会影响输出波形。我曾经在调试时把CAU和CAD写反了，结果PWM波形完全反相，电机直接反转。排查了半天才发现是这里的问题。
3.3 死区插入与互补PWM生成
伺服驱动里，同一桥臂的上下两个功率管绝对不能同时导通。否则就是短路，炸管子。死区插入就是为了解决这个问题。
C2000的死区模块DB，可以独立控制上升沿延时和下降沿延时。我通常这样配：
// 死区配置：上升沿延时 100 ns，下降沿延时 100 ns
// 系统时钟 100 MHz，一个时钟周期 = 10 ns
// 所以延时计数 = 100 ns / 10 ns = 10
EPwm1Regs.DBCTL.bit.OUT_MODE = DB_FULL_ENABLE; // 使能上升和下降沿延时
EPwm1Regs.DBRED = 10; // 上升沿延时计数
EPwm1Regs.DBFED = 10; // 下降沿延时计数
EPwm1Regs.DBCTL.bit.POLSEL = DB_ACTV_HI; // 输出极性：高有效互补PWM生成很简单。ePWM模块会自动从ePWMxA和ePWMxB输出互补波形。你只需要把死区模块的输出模式配好就行。
| 死区模式 | ePWMxA输出 | ePWMxB输出 | 典型应用 |
|---|---|---|---|
| DB_FULL_ENABLE | 带延时的原始信号 | 带延时的互补信号 | 全桥驱动 |
| DB_RED_ENABLE | 带延时的原始信号 | 原始信号 | 仅需上升沿延时 |
| DB_FED_ENABLE | 原始信号 | 带延时的互补信号 | 仅需下降沿延时 |
| DB_DISABLE | 原始信号 | 原始信号 | 无死区需求 |
避坑指南：死区时间不是越大越好。太大会导致占空比损失，电机在高速时力矩不足。我一般取功率管开关时间的1.5~2倍。比如IGBT开关时间200ns，死区设300~400ns就够。
3.4 PWM频率与分辨率计算
PWM频率和分辨率是一对矛盾。频率越高，分辨率越低。为什么？因为时基计数器是16位的，最大值65535。频率高了，TBPRD就小，可调节的占空比步数就少。
计算公式很简单：
// 递增递减模式
PWM频率 = SYSCLKOUT / (2 * TBPRD)
分辨率 = 1 / (2 * TBPRD) × 100%
// 举例：SYSCLKOUT = 100 MHz
// TBPRD = 2500 → PWM频率 = 20 kHz，分辨率 = 0.02%
// TBPRD = 500 → PWM频率 = 100 kHz，分辨率 = 0.1%你看，20kHz时分辨率0.02%，够用。但100kHz时分辨率只有0.1%，对于高精度伺服来说就有点紧张了。
我的经验：伺服驱动PWM频率通常选10~20kHz。这个范围既能保证电流环带宽，分辨率也足够。如果非要高频，可以考虑用C2000的高分辨率PWM模块HRPWM，它能做到150ps级别的精度。
最后说一句，ePWM模块的配置顺序很重要。我习惯先配时基，再配比较器，然后动作限定，最后死区。一步步来，不容易出错。嗯，这一章的内容就到这儿，你先把这些基础啃透，后面调参才能得心应手。