基于模型设计的智能平衡移动机器人-基础实验eCAP
目录
eCAP基本介绍
TMS320F28069的捕获单元模块能够捕获外部输入引脚的逻辑状态（电平的高或低、电平翻转时的上升沿或下降沿），并利用内部定时器对外部事件或者引脚状态变化进行处理。控制器给每个捕获单元模块都分配了一个捕获引脚，在捕获引脚上输入待测波形，捕获模块就会捕获到指定捕获的逻辑状态，所以捕获单元可以用于测量脉冲周期以及脉冲的宽度。TMS320F28069上面有4路增强型捕捉模块eCAP，CAP模块是应用定时器来实现事件捕获功能，主要应用在速度测量，脉冲序列周期测量等方面。eCAP模块包括以下资源。 可分配的输入引脚。 32bit时间基准（计数器）。 4个32bit时间窗捕获控制寄存器。 独立的边缘极性选择。 输入信号分频（2~62）。 4个捕获事件均可引起中断。
捕捉模式或者是APWM模式
一般而言前者比较常用，因此在这里只对第一种情况进行分析介绍。在捕捉模式下，一般可以将eCAP模块分为以下几个模块：事件分频、边沿极性选择与验证、中断控制。
1）事件分频 输入事件信号可通过分频器分频处理（分频系数2~62），或直接跳过分频器。这个功能通常针对输入事件信号频率很高的情况下适用。
2）边沿极性选择与验证 4个独立的边沿极性（上升沿/下降沿）选择通道；Modulo4序列发生器对Eachedge（共4路）进行事件验证；CAPx通过Mod4对事件边沿计数，CAPx寄存器在下降沿时被装载。32bit计数器（TSCTR）此计数器为捕捉提供时钟基准，而时钟的计数则是基于系统时钟的。当此计数器计数超过范围时，则会产生相应的溢出标志，若溢出中断使能，则产生中断。
3）中断控制 中断能够被捕获事件所（CEVT1-CEVT4，CTROVF）触发，计数器（TSCTR）计数溢出同样会产生中断。事件单独地被极性选择部分以及序列验证部分审核。这些事件中的一个被选择用来作为中断源送入PIE。 设置CAP中断的过程可表述如下。
（1）关闭全局中断。 （2）停止eCAP计数。 （3）关闭eCAP的中断。 （4）设置外设寄存器。 （5）清除eCAP中断标志位。 （6）使能eCAP中断。 （7）开启eCAP计数器。 （8）使能全局中断。
4）eCAP模块原理的加深理解 配置好eCAP模块的引脚后，外部事件由引脚输入，首先通过模块的分频部分，分频系数为2~62，也可以选择跳过分频部分，此功能主要是针对输入事件信号频率很高的情况。经过分频后的信号（通常频率会降低），送至边沿及序列审核部分，边沿审核即设置为上升沿或下降沿有效，序列审核则是指分配当前对哪个寄存器（CAP1～CAP4）作用的问题，之后就是中断执行控制部分。
捕获模块功能
知道了如何配置TMS320F28069的ePWM模块使其输出PWM波形，而本实验则是通过利用捕获模块功能来测量配置的PWM波的占空比是否正确。实验时，只需要将ECAP1引脚用杜邦线先后与EPWM1A引脚和EPWM1B连接起来，即可完成实验。其原理图如图所示。
【第一步】在Solver中设置定步长为0.5秒，在Hardware Implementation中配置系统时钟为90MHz，LSPCLK低速时钟外设4分频，eCAP的ECAP1 pin assignment引脚选择GPIO5，如图所示
【第二步】初始化好十个全局变量，如图所示。用来实现对一方波信号的频率、周期、占空比的测量。 （1）t1表示第一个捕捉事件发生时计数器的值。 （2）t2表示第二个捕捉事件发生时计数器的值。 （3）t3表示第三个捕捉事件发生时计数器的值。 （4）T1表示t2-t1的差也就是测试方波的高电平时间对应的计数值。 （5）T2表示t3-t1的差也就是测试方波的整个周期对应的计数值。 （6）CLK表示系统时钟周期，Duty表示实际方波的占空比，Frequence表示方波的频率，Period表示方波的周期，Flag表示检测完成标志位。
【第三步】生成两路频率为10kHz，一个是占空比为50%的PWM，另一个是占空比为60%的PWM，如图所示。
【第四步】设置eCAP模块，中断中配置如图所示，使用的是eCAP1模块，配置为连续控制模式，并在第三次事件之后停止计数并重置，第一次事件的触发极性为上升沿，第二次事件的触发极性为下降沿，第三次触发极性为上升沿，计数时间的数据类型为无符号的32位整形。中断配置为捕捉到第三次事件之后触发中断。在eCAP输出接上demux模块，并将输出的值赋予t1，t2，t3。
【第五步】计算T1，T2并对Flag置位，表示一次检测完毕，如图所示。
【第六步】封装子系统，配置硬件中断，根据ECAP1的中断向量号(它属于CPU中断的第四组下的PIE中断第1个)，配置C28x硬件中断模块，如图所示。
【第七步】标志位触发，在Whlie(1)中触发计算模块，对输入方波的频率、周期、占空比进行计算，如图所示。其中CLK=1/90000000。如图所示为eCAP的simulink模型图。
CCS中打开模型
在上述配置完成，并完成模型的搭建后，将模型编译下载到主控板，然后在CCS中打开模型生成的工程文件，先点击编译，再点击调试，然后将下图的十个变量添加到Expressions中，再点击运行前，我们先将ECAP3引脚用杜邦线与EPWM1A引脚连接起来。然后在点击运行可以看到各个变量的值。要想看EPWM1B的数值，ECAP3引脚用杜邦线与EPWM1B引脚连接起来。只是这里有一点点误差，是芯片自身问题。
原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_43802726/article/details/143077009
免责声明：本站文章内容转载自网络资源，如本站内容侵犯了原著者的合法权益，可联系本站删除。更多内容请关注自学内容网（zxcms.com）！