代码收藏家 层S32K3 eMIOS：PWM输出与输入捕获的MCAL层使用指南
本文基于 S32K3xx系列芯片、S32 Design Studio for S32 Platform开发平台以及EB tresos 28.0.0、 MCAL层，介绍pwm的输出及输入捕获。
对本文的补充介绍请参考：S32k3 eMios输入捕获(SAIC模式)测量信号周期、频率、占空比
1.Abbreviation
PWM Pulse Width Modulation
FlexIO Flexible I/O
eMIOS Enhanced Modular IO Subsystem
PCMC Power Conversion and Motor Control
LCU Logic Control Unit
UC Unified channel
2.eMios简介
S32K3中有四个模块都能生成PWM，分别是eMIOS、FlexIO、PCMC、LCU。
2.1.简介：
K344有3个instance，每个instance24个通道，16位的timer，265分频的全局分频器和8分频的本地分频器，不同型号其配置及差异如下如所示。
由于每个instance的通道比较多（24），因此将其分成了4种type：X/Y/G/H。每个type具有的功能如下图所示。（X表示具有此项功能）
上图中带buffered的功能就是指在下一个周期生效。比如MC和MCB，MC是一个计数器,修改后立即生效，MCB也是计数器，但是在修改后的下一个周期生效。
各个通道对应的type如下图所示，注意type X和G具有自己的timer（下图中灰色部分）。
如何选择通道：
根据需求在Table237中寻找相应的type，根据type在table238中找相应的通道。
2.2.Counter bus
如下图所示，channel 0/8/16提供bus B/C/D，为8个一组的channel提供counter；channel 22提供Second global counter bus F，channel 23提供global counter bus A。
时钟源为system clock。
下图为channel、counter、type一览表图：
2.3.Feature Introduction
UC = Unified channel
2.4.Unified Channels（UC）
2.4.1.Overview
每个UC包含如下内容：
使用一个UC要操作如下内容：
2.4.2.UC block diagram
2.4.3.通道中断和DMA分配
注意：不是所有emios通道都有DMA，因此需要用DMA时，要注意通道选择。
2.4.4.模式
EMIOs有多种模式，如下图所示
其中与pwm输出相关的模式为：
2.4.4.1.OPWMB
Output PWM Buffered mode
普通pwm的输出常用OPWMB模式
前边沿和后边沿都可以自由设置。
A1用来设置前边沿，B1用来设置后边沿。当比较器达到A1的值时，引脚输出Edge Polarity的电平值；当比较器达到B1的值时，引脚输出与edge polarity相反的电平值。
在A1/B1的影子寄存器A2/B2中写值后，需要手动更新，若不调用更新API，则写入的新值不会生效，调用更新API后，当前周期立即生效。
2.4.4.2.OPWFMB
Output Pulse Width and Frequency Modulation Buffered mode
可将此模式理解为一种边沿对齐模式，周期占空比都可调。
由图可知，duty cycle是由A1寄存器决定的，当counter到达A1的值时，引脚的输出电平就改变为我们配置的edge polarity的极性（高或者低），A2位A1的影子寄存器，我们设置A2后将在下一个周期在A1中生效。
Period由B1决定。
2.4.4.3.OPWMCB
Center Aligned Output PWM with Dead Time Insertion Buffered mode
中心对齐的带死区插入的模式，需要用到两个counter。
要实现死区插入功能，还需要结合LCU模块才行。
2.4.4.4.OPWMT
Output PWM with Trigger mode
前边沿设置后就不能变了，后边沿可以自由设置，不受前边沿影响，可以跨越周期。Trigger可以在周期内任意位置产生。
2.4.4.5.SAIC
一个捕获上升沿或者下降沿的模式，既可以使用internal counter，也可以使用模块的counter，捕获的结果置于A2寄存器中。
2.4.4.6.IPWM
输入脉冲宽度测量，捕获到上升沿时，将counter保存在B2寄存器中，捕获到下降沿时，将counter的值保存在A2寄存器中，通过一个中断，就可以获得脉冲宽度。注意，若果计数器超出了自身周期，需要在计算结果上加上一个周期。
B1中保存的是上一轮B2中的counter值
2.4.4.7.IPM
通过只捕获上升沿或者只捕获下降沿的方式来测量周期。
2.4.4.8.MC
生成时基，没有buffer的功能，改变周期值，在当前周期生效
2.4.4.9.MCB
有buffer功能的时基，通常用来生产master buses，注意此模式的即时起点是从1开始的，MC模式是从0开始的。
3.Pwm输出
3.1.EB配置
3.1.1.模块依赖
3.1.2.PORT配置
在PortContainer中添加做为pwm输出的引脚，选择其对应的引脚号和引脚模式。
3.1.3.MCU配置
使能用到的外设模块，如EMIOS_2等。
Emios时钟为system clock，其实就是下图中的core clock，如下图所示。
3.1.4.Platform配置
使能channel对应的中断。
配置回调函数
回调函数在文件Emios_Mcl_Irq.c中，中断处理函数与通道对应关系如下：
EMIOS0_5_IRQ
– PWM_EMIOS_0_CH_0_ISR_USED
– PWM_EMIOS_0_CH_1_ISR_USED
– PWM_EMIOS_0_CH_2_ISR_USED
– PWM_EMIOS_0_CH_3_ISR_USED
EMIOS0_4_IRQ
– PWM_EMIOS_0_CH_4_ISR_USED
– PWM_EMIOS_0_CH_5_ISR_USED
– PWM_EMIOS_0_CH_6_ISR_USED
– PWM_EMIOS_0_CH_7_ISR_USED
EMIOS0_3_IRQ
– PWM_EMIOS_0_CH_8_ISR_USED
– PWM_EMIOS_0_CH_9_ISR_USED
– PWM_EMIOS_0_CH_10_ISR_USED
– PWM_EMIOS_0_CH_11_ISR_USED
EMIOS0_2_IRQ
– PWM_EMIOS_0_CH_12_ISR_USED
– PWM_EMIOS_0_CH_13_ISR_USED
– PWM_EMIOS_0_CH_14_ISR_USED
– PWM_EMIOS_0_CH_15_ISR_USED
EMIOS0_1_IRQ
– PWM_EMIOS_0_CH_16_ISR_USED
– PWM_EMIOS_0_CH_17_ISR_USED
– PWM_EMIOS_0_CH_18_ISR_USED
– PWM_EMIOS_0_CH_19_ISR_USED
EMIOS0_0_IRQ
– PWM_EMIOS_0_CH_20_ISR_USED
– PWM_EMIOS_0_CH_21_ISR_USED
– PWM_EMIOS_0_CH_22_ISR_USED
– PWM_EMIOS_0_CH_23_ISR_USED
对于emios1和emios2的instance同emios0. 所有的中断回调函数及其相应的通道对应关系在Emios_Mcl_Ip_Irq.h文件中，EMIOS2_4_IRQ不仅处理pwm通道的中断，还处理了emios的ocu、icu、gpt的中断相应，如下图所示：
3.1.5.Mcl配置
在general中使能emios
emiosCommon中配置：
1.选择instance
2.使能后，Debug模式下暂停counter
3.使能时基，用到counter功能就一定要使能
4.全局的预分频器。
Emios Master Buses中最多能配置5个bus，分别是channel0/8/16/22/23的counter，如下图所示：
某一个bus的配置如下：
1.选择产生counter的channel。
2.选择counter的计数方式，向上还是向下等。如果是带buffer的功能，比如OPWMB,就需要选择MCB的Master Bus Mode。
3.配置周期，此处的周期需与pwm中的周期一致
4.起始偏移
5.Bus的分频器
6.这是一个可选的分频器
7.允许debug模式
8.如果勾选PWM exclusive access，表示这个master bus只能由pwm模块使用，不能被其他模块使用（如ICU模块、OCU模块则不能使用）。
3.1.6.Pwm模块配置
Pwm模块抽象层次图：
3.1.6.1.PwmEmios硬件配置：
Instance选择
Channel配置
1.选择在前边沿还是后边沿置位flag
2.选择counter bus，选择在Mcl模块中master bus中配置的
3.Pwm的极性，作用见2.1.4.3.3节
4.选择flag置位后的相应操作，产生中断或者DMA请求，这儿选择INTERRUPT_REQUEST,前面Platform中配置的相关中断才有效，当然pwm输出并不需要中断，中断的主要作用还是在回调函数中进行一些操作，单纯产生pwm波，我们可以在这把中断disable掉。
5.占空比，一般填0，这样不会产生pwm及其中断，等需要使用在调用api，写入占空比
6.周期，要与逻辑通道及Mcl中的周期配置一致，仅在OPWFMB模式下有用。
3.1.6.2.PwmChannel逻辑通道配置
1.逻辑通道，自动生成的，在代码中用。
2.选择硬件配置作为参考
3.配置周期是否可变，打开可变，不打开则不可变
4.配置周期的单位为tick
5.周期，要跟硬件中的和Mcl中的配置一致。这儿相当于40000个tick，每个tick的时间为core clock分之一，相乘得到周期的具体时间。
6.默认占空比，一般填0，这样MCU的pwm初始化完成后既不生成pwm也不产生中断，等我们需要使用pwm的时候，调用设置占空比的api来使能。
7.极性，作用见2.1.4.3.3节
8.空闲时的电平状态。
9.每产生一个周期的pwm波，就会进一次这个回调函数。
10.参考时钟
3.2.S32DS配置
3.2.1.模块依赖
3.2.2.头文件
3.2.3.初始化
调用Pwm_SetDutyCycle();后就可以直接产生pwm了，准确的说是pwm初始化后就已经产生了，只是我们配置的占空比为0，在此调用api来产生我们想要的占空比。
3.2.4.API
周期为32768，是一个定值，具体要输出百分之多少的占空比，用32768做分母来算。
Pwm_EnableNotification(PwmChannel_0, PWM_FALLING_EDGE);
使能回调函数，第一个阐述为逻辑通道，第二个参数选择在上升沿还是下降沿产生中断。
Pwm_SetOutputToIdle(ChannelNumber)
关闭pwm输出
Pwm_GetChannelState()
返回channel的duty cycle参数
Pwm_SetDutyCycle_NoUpdate()
Pwm_SetPeriodAndDuty_NoUpdate()
这两个调用后都没生效，需要调用
Pwm_SyncUpdate()后生效配置
Pwm一旦初始化完成后就跑起来了，没有start或者begin这样Api。一般将Pwm的占空比设置为0或者1，中断会自动关闭，因此建议配置，后期通过调用Pwm_SetDutyCylce()或者Pwm_SetPeriodAndDuty()来恢复或者停止pwm
3.3.注意事项
Pwm的输出可以用中断的方式（如果你需要在每个边沿处进行一些操作），当然也可以不用中断的方式。当我们从用中断方式转为不用中断的模式时，除了去Platform里面把相关的中断和中断回调关掉，还要记得关下面这个，否则EB能过，代码编译却报错
4.输入捕获
4.1.EB配置
4.1.1.模块依赖
4.1.2.Port配置
4.1.3.Mcu配置使能外设：
对应eMIOS instance
如果要使用DMA功能，则需要打开相应的外设时钟，既要打开总开关，也要打开通道的开关。
4.1.4.Platform配置
emios中的icu的中断与其通道的对应关系如下表，来源于Mcal_Plugins/Mcl_TS_T40D34M1010R0/Include中的Emios_Mcl_Irq.h中
EMIOS0_5_IRQ
– ICU_EMIOS_0_CH_0_ISR_USED
– ICU_EMIOS_0_CH_1_ISR_USED
– ICU_EMIOS_0_CH_2_ISR_USED
– ICU_EMIOS_0_CH_3_ISR_USED
EMIOS0_4_IRQ
– ICU_EMIOS_0_CH_4_ISR_USED
– ICU_EMIOS_0_CH_5_ISR_USED
– ICU_EMIOS_0_CH_6_ISR_USED
– ICU_EMIOS_0_CH_7_ISR_USED
EMIOS0_3_IRQ
– ICU_EMIOS_0_CH_8_ISR_USED
– ICU_EMIOS_0_CH_9_ISR_USED
– ICU_EMIOS_0_CH_10_ISR_USED
– ICU_EMIOS_0_CH_11_ISR_USED
EMIOS0_2_IRQ
– ICU_EMIOS_0_CH_12_ISR_USED
– ICU_EMIOS_0_CH_13_ISR_USED
– ICU_EMIOS_0_CH_14_ISR_USED
– ICU_EMIOS_0_CH_15_ISR_USED
EMIOS0_1_IRQ
– ICU_EMIOS_0_CH_16_ISR_USED
– ICU_EMIOS_0_CH_17_ISR_USED
– ICU_EMIOS_0_CH_18_ISR_USED
– ICU_EMIOS_0_CH_19_ISR_USED
EMIOS0_0_IRQ
– ICU_EMIOS_0_CH_20_ISR_USED
– ICU_EMIOS_0_CH_21_ISR_USED
– ICU_EMIOS_0_CH_22_ISR_USED
– ICU_EMIOS_0_CH_23_ISR_USED
对于emios1和emios2的instance同emios0. EMIOS0_0_IRQ不仅处理ICU通道的中断，还处理了emios的OCU、PWM、GPT的中断相应，如下图所示：
根据上表，对中断进行相关配置：
使能相应的中断
配置中断处理函数
若要使用DMA功能，则需使能相应的DMA中断，配置中断回调函数。
中断使能：
中断回调函数：
此函数位于Mcal_Plugin/Mcl_TS_TXXXXXX/src/Dma_Ip_Irq.c中
4.1.5.Mcl配置
打开时基，配置相应的分频：
Master Buses配置：
1.能作为Mater bus的通道只有0/8/16/22/23，详见2.1.2节
2.不同的IcuSubModeforMeasurment有不同的Master bus要求，根据实际情况选择。绝大部分模式要求使用MCB_UP_COUNTER.
3.作为mater bus来使用时的default period必须填65535.
4.使能后，Debug模式下回暂停counter
5.使能后这个counter仅供pwm使用
对于signal measure模式，若使用DMA来获取数据，需要在这儿配置DMA的通道，但是不是所有emios通道都支持DMA，详见2.4.3节
使能DMA
配置DMA instance
配置DMA channel
2处先不填，等配置完了点生产代码，会报错，报错里面会告诉你怎么填。
Global配置：
Transfer配置：
4.1.6.Icu配置
4.1.6.1.硬件通道配置
4.1.6.2.IcueMios channel配置
填写对应的instance
配置channel
1.选择bus，可以选择internal counter，也可以选择在Mcl的master buses中配置的bus。Internal counter只有type X/G有，详见2.1.2节，type X/Y必须要使用master buses，若使用master buses，则需要在2处选择相应的参考。
2.根据需求，选择Mcl中配置的bus
3.测量模式，有SAIC,IPW,IPWM，不同见文档或EB中的解释。
使用signalMeasur这个模式时是否使用中断，对于signalMeasure这个模式，目前要么使
4.用中断的方式，即不勾选这个选框，要么使用DMA的模式，在逻辑通道中使能DMA，并在MCL模块中配置DMA的相关设置。
4.1.6.3.逻辑通道配置
注意：
当我们的测量模式选择edge counter时，对于ICU模块是通过MCB模式实现的，因此只有Type X和Type G这两类通道支持。（来自NXP AE）
对于signal measure模式，若我们使用DMA来获取测量数据，需勾选第三个选项，使能DMA，并在MCL中进行DMA的通道配置。
对于信号测量模式，注意下面的选项，emios通道中选择SAIC模式，对应逻辑通道中必须要选择ICU_DUTY_CYCLE的测量模式才行，图中2所示。
1中的边沿选择会影响测得的占空比的值，正常情况下选择rising_edge,结果就是我们要的占空比（高电平时间），如果选falling_edge，结果则正好相反，是低电平的时间，若果选both_edge,结果与rising_edge的结果一致。
4.2.S32DS配置
4.2.1.模块依赖
4.2.2.头文件
4.2.3.初始化
各个模块的初始化
信号测量不支持回调函数，获取结果要等测量完成后再去获取，只能轮询，但是轮询频率不能过高，否则出错
4.2.3.1.边沿计数模式
使能边沿计数（对于配置为edge count的通道）
调用相应的api获得边沿计数的个数：
4.2.3.2.占空比、周期测量模式
在EB中配置为SIGNAL_MEASUREMENT模式后，代码中需要调用如下api开始测量
不管是使用DMA的模式还是中断的模式，都需要在代码的应用层用轮询的方式来获取，因为SIGNAL_MEASUREMENT模式没有提供回调函数，这个后期EB配置工具应该会优化。
Icu_DutyCycleType icuDutyResult;
icuDutyResult.ActiveTime = 0;
icuDutyResult.PeriodTime = 0;
typedef struct
{
Icu_ValueType ActiveTime; /< @brief Low or High time value. */
Icu_ValueType PeriodTime; /< @brief Period time value. */
} Icu_DutyCycleType;
5.总结
这里面小细节很多，稍不注意就会出错，一定要一步一步的来。
