[资料分享] TI电机控制库 SVGEN_DQ and FC_PWM_DRV问题的一些理解

Jacktang 2017-9-23 18:58 楼主

近期在做一个交流电机的控制程序，参考TI公司提供的代码库，发现了在f281xpwm.c文件中的一个费解语句，如下：

// Compute the timer period (Q0) from the period modulation input (Q15)
      Tmp = (int32)p->PeriodMax*(int32)p->MfuncPeriod;          // Q15 = Q0*Q15
      MPeriod = (int16)(Tmp>>16) + (int16)(p->PeriodMax>>1);    // Q0 = (Q15->Q0)/2 + (Q0/2)
      EvaRegs.T1PR = MPeriod;

// Compute the compare 1 (Q0) from the PWM 1&2 duty cycle ratio (Q15)
Tmp = (int32)MPeriod*(int32)p->MfuncC1; // Q15 = Q0*Q15
EvaRegs.CMPR1 = (int16)(Tmp>>16) + (int16)(MPeriod>>1); // Q0 = (Q15->Q0)/2 + (Q0/2)

// Compute the compare 2 (Q0) from the PWM 3&4 duty cycle ratio (Q15)
Tmp = (int32)MPeriod*(int32)p->MfuncC2; // Q15 = Q0*Q15
EvaRegs.CMPR2 = (int16)(Tmp>>16) + (int16)(MPeriod>>1); // Q0 = (Q15->Q0)/2 + (Q0/2)

// Compute the compare 3 (Q0) from the PWM 5&6 duty cycle ratio (Q15)
Tmp = (int32)MPeriod*(int32)p->MfuncC3; // Q15 = Q0*Q15
EvaRegs.CMPR3 = (int16)(Tmp>>16) + (int16)(MPeriod>>1); // Q0 = (Q15->Q0)/2 + (Q0/2)

蓝色部分的语句让我很费解，经过查找资料和自己的理解，总算看明白了。现解释如下：

Tmp = (int32)p->PeriodMax*(int32)p->MfuncPeriod;          // Q15 = Q0*Q15
MfuncPeriod的范围是-1~1（Q15）格式， PeriodMax 是一个较大的整数，我们假设是3000，那么Tmp的范围应该是
-3000~3000，但是PMW的周期必须为正整数，即0到 PeriodMax，怎么把-3000~3000转换成0~ PeriodMax呢？
MPeriod = (int16)(Tmp>>16) + (int16)(p->PeriodMax>>1);    // Q0 = (Q15->Q0)/2 + (Q0/2)
这条语句就是实现上述功能的。Tmp首先除于2，范围变为-1500~1500，然后在偏移1500（+PeriodMax>>1），此时范围是0~3000，实现了上述转换。
EvaRegs.CMPR1 = (int16)(Tmp>>16) + (int16)(MPeriod>>1); // Q0 = (Q15->Q0)/2 + (Q0/2)
EvaRegs.CMPR2 = (int16)(Tmp>>16) + (int16)(MPeriod>>1); // Q0 = (Q15->Q0)/2 + (Q0/2)
EvaRegs.CMPR3 = (int16)(Tmp>>16) + (int16)(MPeriod>>1); // Q0 = (Q15->Q0)/2 + (Q0/2)
这三条语句，与上面的理解类似，但是要注意，此时的 PWM 1&2 duty cycle ratio 也就是MfuncC1是经过处理的一个变量，我们知道占空比是不能出现负数的，但是此时的MfuncC1的范围为什么是-1~1呢？这个和SVGEN_DQ的实现有关，在其源代码的结束，有三条语句，
// Convert the unsigned GLOBAL_Q format (ranged (0,1)) -> signed GLOBAL_Q format (ranged (-1,1))
v->Ta = _IQmpy(_IQ(2.0),(v->Ta-_IQ(0.5)));
v->Tb = _IQmpy(_IQ(2.0),(v->Tb-_IQ(0.5)));
v->Tc = _IQmpy(_IQ(2.0),(v->Tc-_IQ(0.5)));
这三条语句实现了占空比由（0,1）到（-1，-1）的转换。
此时，可以总结下该问题了
1，Tmp = (int32)p->PeriodMax*(int32)p->MfuncPeriod;          // Q15 = Q0*Q15
该条语句的作用，PWM周期PeriodMax乘以其占空比（低电平占周期的百分数），得到比较寄存器的值，但因为此时的占空比经过范围变换处理，所以还不是真正的比较寄存器的值
2，EvaRegs.CMPR1 = (int16)(Tmp>>16) + (int16)(MPeriod>>1); // Q0 = (Q15->Q0)/2 + (Q0/2)
把上条语句得到的值Tmp除以2，实现占空比由（-1,1）到（-0.5,0,5）的还原，然后右移15位，也就是取整，将该数从Q15格式转换成Q0格式，然后加上0.5（对应MPeriod>>1）的偏移，把占空比还原到（0，1），此时的结果就是比较寄存器的值。
举个例子，如果PeriodMax是3000，MfuncPeriod的范围是（-1,1），Tmp的范围是（-3000,3000），然后我们把Tmp右移1位，此时Tmp的范围是（-1500,1500），然后加上Mperiod右移1位的值，即加上1500，此时Tmp的范围变为（0,3000），得到了比较寄存器的值