脉冲宽度调制（PWM） 是英文“Pluse W     idt   h Modula     ti   on”的缩写，简称脉宽调制。它是利用微处理器的数字输出来对     模拟电路   进行控制的一种非常有效的技术，根据相应的载荷的变化来调制     晶体管   栅极或基极的偏置，来实现     开关       稳压电源   输出     晶体   管或晶体管导通时间的改变。这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，广泛应用于     测量   、通信、功率控制与变化等许多领域。

    Actel   公司免费提供PWM IP核：CorePWM。CorePWM是基于APB总线形式的，它的优点是可以连接到Core8051或者是Cor     te   xM1处理器上，方便用户进行SoC设计，本文将主要介绍CorePWM的原理与应用。

1. CorePWM介绍

（1） PWM的控制方法

采样控制理论中有一个重要结论：量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，效果基本相同。PWM控制技术就是以该结论为理论基础，对半导体开关器件的导通和关断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变     电路   输出电压的大小，也可改变输出频率。

现在，PWM控制技术主要有8种，分别为：相电压控制PWM、线电压控制PWM、     电流   控制PWM、空间电压矢量控制PWM、矢量控制PWM、直接转矩控制PWM、非线性控制PWM和谐振软开关PWM。

在这里要重点介绍一下相电压控制PWM中的等脉宽PWM法。VVVF（Variable Voltage Variable Frequency）装置在早期是采用PAM（Pulse Amplitude Modula  TI on）控制技术来实现的，其     逆变器   部分只能输出频率可调的方波电压而不能调压，等脉宽PWM法正是为了克服PAM法的这个缺点发展而来的，是PWM法中最为简单的一种，它是把每一脉冲的宽度均相等的脉冲列作为PWM波，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化，相对于PAM法，该方法的优点是简化了电路结构，提高了输入端的功率因数，但同时也存在输出电压中除基波外，还包含较大的谐波分量。

如图 1所示为等脉宽PWM波。该PWM的高低电平分别为VH和VL，理想的情况VL等于0，但实际应用中一般不等于0，这也是实际应用中产生误差的一个重要原因。

（2） PWM的优点

PWM的优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的，无需进行数模转换。让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小，噪声只有在强到足以将逻辑1改变为逻辑0或将逻辑0改变为逻辑1时，才能对数字信号产生影响。这也是在某些时候将PWM用于通信的主要原因，从模拟信号转向PWM可以极大地延长通信距离。在接收端，通过适当的RC或LC网络可以滤除调制高频方波并将信号还原为模拟形式。

（3） CorePWM的结构框图

CorePWM的内部结构框图如图 2所示。它主要由时间基准发生器、PWM波形发生器和     寄存器       接口   等模块组成。

● 时间基准发生器：接收PRESCALE和PERIOD寄存器的值，并产生一个0～255的周期计数。

● PWM波形发生器：用输入周期计数器和上升、下降沿寄存器的值进行比较，当计数值等于任何一个边沿寄存器的值的时候，就会产生一个相应的PWM波形输出，并且中断寄存器将会被更新。

● 寄存器接口：主要是提供PWM内核的APB总线协议的接口。

（4） CorePWM内部寄存器

CorePWM内部所有的寄存器都是八位的，CorePWM寄存器的寄存器描述如表 1所示。

为了使读者能够更加清楚CorePWM寄存器的使用，特举例进行说明，如图 3所示。

（5） 应用场合

PWM主要用于电机控制等领域，图 4所示为使用CorePWM控制多路电机。

2. 小结

本文主要介绍了Actel     FPGA   的CorePWM IP核，除了CorePWM，Actel公司还提供了     UART   、S     PI   、     I2C   、  TI mer等IP核，请关注周立功公司的网站获得更多的信息。我们有着一个接近30人的FPGA团队提供强有力的售后服务，解决用户在产品使用和研发过程中遇到的困难。

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