1.2 PWM驱动开发

PWM介绍

PWM（Pulse Width Modulation）​​ 是一种通过调节脉冲宽度（占空比）来模拟不同模拟量输出的数字控制技术。它利用数字信号（高/低电平）控制模拟电路，广泛应用于电机调速、电源转换、LED调光等领域。其核心是通过调整脉冲的“有效时间比例”实现连续可调的电压、功率或信号输出

PWM 最关键的两个参数：频率和占空比。

频率是指单位时间内脉冲信号的周期数。比如开关灯，开关一次算一次周期，在 1s 进行多少次开关（开关一次为一个周期）。

占空比是指一个周期内高电平时间和低电平时间的比例。也拿开关当作例子，总共 100s，开了 50s 灯（高电平），关了 50s 灯（低电平），这时候的占空比就为 50%（比例）。

PWM核心特性

1.占空比可变

• 占空比越大，等效输出电压越高（例：占空比50% ≈ 最大电压的50%）

2.​​数字模拟转换能力

• 微控制器通过输出高频方波（如10kHz），配合滤波电路，可生成平滑的模拟电压（如0-5V连续可调）

3.控制灵活性强

• 频率可调​​：适应不同负载需求（电机控制常用6-16kHz，LED调光>80Hz避频闪）
• 动态响应快​​：占空比可实时调整（如根据传感器反馈调节电机转速）

PWM控制原理和工作过程

关键参数

• 周期（T）​​：一个完整脉冲的时间（单位：秒）。
• 频率（f）​​：周期的倒数（f=1/T），决定信号切换速度。
• 脉宽时间（tW）​​：高电平持续时间，直接决定占空比

PWM波形生成过程

1.周期设定

• 通过定时器计数器设定周期值（PWM定时器的工作方式有点像一个精准的节拍器。它的核心是一个计数器，从0开始计数，数到某个设定值（称为模数）后清零，循环往复。这个模数决定了PWM信号的周期）
• 举例：假设模数设为9，计数器会从0数到9，总共10个状态，构成一个完整的周期。
• PWM定时器通常会有个预分频器，用来把主时钟频率降低，方便控制计数器的速度，这里我们假设主时钟频率24 MHz，预分频器可选1、2、4、8、16、32、64、128
• 预分频器的值决定了计数器的时钟频率，计数器的时钟频率 = 主时钟频率 / 预分频器的值
• 当预分频器设为8，计数器的时钟频率为24 MHz / 8 = 3 MHz

2.脉宽调制

• 设置“宽度寄存器”值W控制高电平时间，这里我们还是以上面的例子继续讲解：
• 我们需求电机静止脉宽：1.5毫秒，最大顺时针速度脉宽：1毫秒，最大逆时针速度脉宽：2毫秒
• 脉宽时间tW = W × 0.333微秒，W是宽度寄存器的值，由此
• 电机静止：1.5毫秒 ÷ 0.333微秒 ≈ 4500
• 最大顺时针速度：1毫秒 ÷ 0.333微秒 ≈ 3000
• 最大逆时针速度：2毫秒 ÷ 0.333微秒 ≈ 6000

飞腾派PWM硬件实现

飞腾派集成的 PWM 控制器支持典型的 PWM 功能，有 2 个完全独立的 compare 输出通道。使用 PWM 功能前，需要先配置相关 PAD 复用寄存器，将对应 PAD 配置到对应功能上，即可使用 PWM 功能。

飞腾派PWM硬件模块

飞腾派 PWM 设备时序图

飞腾派（Phytium Pi）V3.x 版本的 PWM（脉宽调制）设备通过 PWM 控制器（基址 0x2804_A000~0x2805_1000）生成可调频率和占空比的信号，支持 8 个控制器，每个控制器 2 个通道（PWM0 和 PWM1），输出通过 40-pin 扩展头（如 Pin 32，GPIO1_1）。以下为 PWM 设备的典型时序图，展示通道配置和输出过程，以及中断处理流程（如 FIFO 空中断）。时序图基于 pwm.rs 驱动实现（configure_channel 和 handle_interrupt），参考飞腾派软件编程手册 V1.0（5.24 节），使用 Mermaid 绘制。

PWM 通道配置与输出时序

描述：驱动通过寄存器（tim_ctrl, pwm_period, pwm_ctrl, pwm_ccr）配置 PWM 通道（例如通道 0，频率 1kHz，占空比 50%），启用输出（Pin 32）。过程包括设置分频、周期、占空比和比较模式（ClearOnMatch），最终生成 PWM 波形。

sequenceDiagram
    participant D as 驱动
    participant P as PWM控制器
    participant O as 输出引脚(Pin 32)
    D->>P: 写 tim_ctrl(DIV=50000, MODE=Modulo, ENABLE=0)
    D->>P: 写 pwm_period(CCR=999) // 1kHz
    D->>P: 写 pwm_ctrl(MODE=Compare, CMP=ClearOnMatch, IE=1)
    D->>P: 写 pwm_ccr(CCR=500) // 50% 占空比
    D->>P: 写 tim_ctrl(ENABLE=1)
    P->>O: 输出 PWM 波形(1kHz, 50% 占空比)
    Note over P,O: 周期 1ms, 高电平 0.5ms

说明：

• 时序：配置分频（DIV=50000，50MHz/50000=1kHz），周期（CCR=999，1ms），占空比（CCR=500，50%）。启用后（ENABLE=1），PWM 控制器在 10ns 内输出波形。
• 硬件关联：PWM 通道 0（基址 0x2804_A000，偏移 0x400~0x414），输出至 Pin 32（需 PAD 配置为 PWM，x_reg0=4）。
• 约束：频率切换需等待计数器归零（<1ms），确保外设空闲（如 UART 无传输）。

PWM 中断处理时序（FIFO 模式）

描述：驱动启用 FIFO 模式（DUTY_SEL=FIFO），配置通道 0（1kHz，50% 占空比），处理 FIFO 空中断（STATE::FIFO_EMPTY）。当计数器归零（tim_cnt=0），驱动重新填充占空比值，保持连续输出。

sequenceDiagram
    participant D as 驱动
    participant P as PWM控制器
    participant G as GIC中断控制器
    D->>P: 写 pwm_ctrl(FIFO_EMPTY_ENABLE=1, DUTY_SEL=FIFO)
    D->>P: 填充 pwm_ccr(CCR=500, 4次) // 50% 占空比
    P->>G: 触发 FIFO 空中断(STATE::FIFO_EMPTY=1)
    G->>D: 中断信号(GIC SPI)
    D->>P: 检查 tim_cnt(CNT=0)
    D->>P: 填充 pwm_ccr(CCR=500)
    D->>P: 清除 STATE::FIFO_EMPTY(写1)
    Note over P,D: 中断响应 <10ns

说明：

• 时序：FIFO 空时触发中断（<10ns），驱动检查计数器（CNT=0），填充占空比（CCR=500），清除中断标志（RW1C）。中断周期与 PWM 频率一致（1ms for 1kHz）。
• 硬件关联：中断通过 GIC（基址 0xFF84_1000），需 pinctrl.rs 配置引脚（Pin 32）。状态寄存器（偏移 0x408/0x808）使用 RW1C 清除。
• 约束：FIFO 需预填充 4 个值，避免空中断频繁触发。

飞腾派PWM驱动API调用表

飞腾派 PWM 设备驱动寄存器信息

以下为飞腾派（Phytium Pi）V3.x 版本 PWM（脉宽调制）设备驱动涉及的寄存器信息，基于在 chenlongos/appd 仓库 phytium-pi 分支中实现的 modules/axhal/src/platform/aarch64_phytium_pi/pwm.rs 文件。驱动设计使用 Rust 和 tock_registers 宏，遵循 ArceOS 的 axhal 框架，适配飞腾派 E2000 处理器的 PWM 控制器（支持 8 个控制器，每个控制器 2 个通道）。寄存器信息参考飞腾派软件编程手册 V1.0（表 5-67 和 5.24），包括基地址、寄存器表和位域定义。

基地址

PWM 驱动涉及 8 个 PWM 控制器和全局使能寄存器，基址如下：

寄存器表

每个 PWM 控制器包含死区控制寄存器（0x0000~0x03FF）和两个通道寄存器（通道 0: 0x0400~0x07FF，通道 1: 0x0800~0x0BFF）。以下为寄存器定义：

寄存器位域设置

以下详细描述每个寄存器的位域，包括用途、有效值和默认状态。

dbctrl (偏移 0x0000, 读写)

• OUT_MODE (bit 4-5, 2 bits)
  • 用途：配置死区输出模式。
  • 有效值：
    • 0b00 = Bypass（无死区）
    • 0b01 = FallEdgeOnly（仅下降沿）
    • 0b10 = RiseEdgeOnly（仅上升沿）
    • 0b11 = FullDeadband（双边死区）
  • 默认值：0b00
  • 描述：控制 PWM0_OUT 和 PWM1_OUT 的死区行为（如电机驱动）。
• POLSEL (bit 2-3, 2 bits)
  • 用途：配置输出极性。
  • 有效值：
    • 0b00 = AH（PWM0_OUT/PWM1_OUT 不翻转）
    • 0b01 = ALC（PWM0_OUT 翻转）
    • 0b10 = AHC（PWM1_OUT 翻转）
    • 0b11 = AL（两者翻转）
  • 默认值：0b00
  • 描述：调整输出信号极性。
• IN_MODE (bit 1, 1 bit)
  • 用途：选择死区输入源。
  • 有效值：0 = PWM0，1 = PWM1
  • 默认值：0
  • 描述：选择 PWM 通道作为死区输入。
• DB_SW_RST (bit 0, 1 bit)
  • 用途：软件复位死区控制。
  • 有效值：0 = 正常，1 = 复位
  • 默认值：0
  • 描述：复位死区模块。

dbdly (偏移 0x0004, 读写)

• DBFED (bit 10-19, 10 bits)
  • 用途：下降沿死区延迟周期（0~1023）。
  • 默认值：0
  • 描述：设置下降沿延迟（ns 级，基于 50MHz 时钟）。
• DBRED (bit 0-9, 10 bits)
  • 用途：上升沿死区延迟周期（0~1023）。
  • 默认值：0
  • 描述：设置上升沿延迟。

ch0_tim_cnt / ch1_tim_cnt (偏移 0x0400/0x0800, 读写)

• CNT (bit 0-15, 16 bits)
  • 用途：当前计数值。
  • 默认值：0
  • 描述：记录 PWM 计数器状态，用于中断或轮询。

ch0_tim_ctrl / ch1_tim_ctrl (偏移 0x0404/0x0804, 读写)

• DIV (bit 16-27, 12 bits)
  • 用途：分频系数（1~4095）。
  • 默认值：0
  • 描述：基于 50MHz 系统时钟，计算频率（freq = 50MHz / DIV）。
• GIE (bit 5, 1 bit)
  • 用途：全局中断使能。
  • 有效值：0 = 禁用，1 = 启用
  • 默认值：0
  • 描述：控制所有中断输出。
• OVFIF_ENABLE (bit 4, 1 bit)
  • 用途：溢出中断使能。
  • 有效值：0 = 禁用，1 = 启用
  • 默认值：0
  • 描述：启用计数器溢出中断。
• MODE (bit 2, 1 bit)
  • 用途：计数模式。
  • 有效值：0 = Modulo（模计数），1 = UpAndDown（三角计数）
  • 默认值：0
  • 描述：控制计数行为。
• ENABLE (bit 1, 1 bit)
  • 用途：通道使能。
  • 有效值：0 = 禁用，1 = 启用
  • 默认值：0
  • 描述：启动 PWM 输出。
• SW_RST (bit 0, 1 bit)
  • 用途：软件复位通道。
  • 有效值：0 = 正常，1 = 复位
  • 默认值：0
  • 描述：复位计数器。

ch0_state / ch1_state (偏移 0x0408/0x0808, 读写)

• FIFO_FULL (bit 3, 1 bit, RW1C)
  • 用途：FIFO 满中断标志，写 1 清除。
  • 默认值：0
  • 描述：指示 FIFO 满状态。
• FIFO_EMPTY (bit 2, 1 bit, RW1C)
  • 用途：FIFO 空中断标志，写 1 清除。
  • 默认值：0
  • 描述：触发 FIFO 数据填充。
• OVFIF (bit 1, 1 bit, RW1C)
  • 用途：计数器溢出中断标志，写 1 清除。
  • 默认值：0
  • 描述：指示周期完成。
• CHIF (bit 0, 1 bit, RW1C)
  • 用途：比较匹配中断标志，写 1 清除。
  • 默认值：0
  • 描述：指示占空比匹配。

ch0_pwm_period / ch1_pwm_period (偏移 0x040C/0x080C, 读写)

• CCR (bit 0-15, 16 bits)
  • 用途：周期值（实际周期 = CCR + 1）。
  • 默认值：0
  • 描述：设置 PWM 周期（如 999 for 1kHz）。

ch0_pwm_ctrl / ch1_pwm_ctrl (偏移 0x0410/0x0810, 读写)

• FIFO_EMPTY_ENABLE (bit 9, 1 bit)
  • 用途：FIFO 空中断使能。
  • 有效值：0 = 禁用，1 = 启用
  • 默认值：0
  • 描述：控制 FIFO 空中断。
• DUTY_SEL (bit 8, 1 bit)
  • 用途：占空比模式。
  • 有效值：0 = Register，1 = FIFO
  • 默认值：0
  • 描述：选择占空比数据源。
• ICOV (bit 7, 1 bit)
  • 用途：初始输出值。
  • 有效值：0 = 低，1 = 高
  • 默认值：0
  • 描述：设置 PWM 初始电平。
• CMP (bit 4-6, 3 bits)
  • 用途：比较输出行为。
  • 有效值：
    • 0b000 = SetOnMatch
    • 0b001 = ClearOnMatch
    • 0b010 = ToggleOnMatch
    • 0b011 = SetOnUpClearOnDown
    • 0b100 = ClearOnUpSetOnDown
    • 0b101 = ClearOnCCRSetOnPeriod
    • 0b110 = SetOnCCRClearOnPeriod
    • 0b111 = Initialize
  • 默认值：0b000
  • 描述：控制 PWM 输出动作。
• IE (bit 3, 1 bit)
  • 用途：比较中断使能。
  • 有效值：0 = 禁用，1 = 启用
  • 默认值：0
  • 描述：控制匹配中断。
• MODE (bit 2, 1 bit)
  • 用途：PWM 模式。
  • 有效值：0 = FreeRunning，1 = Compare
  • 默认值：0
  • 描述：选择运行或比较模式。

ch0_pwm_ccr / ch1_pwm_ccr (偏移 0x0414/0x0814, 读写)

• CCR (bit 0-15, 16 bits)
  • 用途：占空比值。
  • 默认值：0
  • 描述：设置 PWM 占空比（如 500 for 50%）。

飞腾派 PWM 驱动实现讲解

寄存器定义部分

#![allow(unused)]
fn main() {
register_structs! {
    pub PwmRegisters {
        (0x0000 => dbctrl: ReadWrite<u32, DBCTRL::Register>),
        (0x0004 => dbdly: ReadWrite<u32, DBDLY::Register>),
        (0x0008 => _reserved_db: [u8; 0x3F8]),
        (0x0400 => ch0_tim_cnt: ReadWrite<u32, TIM_CNT::Register>),
        (0x0404 => ch0_tim_ctrl: ReadWrite<u32, TIM_CTRL::Register>),
        (0x0408 => ch0_state: ReadWrite<u32, STATE::Register>),
        (0x040C => ch0_pwm_period: ReadWrite<u32, PWM_PERIOD::Register>),
        (0x0410 => ch0_pwm_ctrl: ReadWrite<u32, PWM_CTRL::Register>),
        (0x0414 => ch0_pwm_ccr: ReadWrite<u32, PWM_CCR::Register>),
        (0x0418 => _reserved_ch0: [u8; 0x3E8]),
        (0x0800 => ch1_tim_cnt: ReadWrite<u32, TIM_CNT::Register>),
        (0x0804 => ch1_tim_ctrl: ReadWrite<u32, TIM_CTRL::Register>),
        (0x0808 => ch1_state: ReadWrite<u32, STATE::Register>),
        (0x080C => ch1_pwm_period: ReadWrite<u32, PWM_PERIOD::Register>),
        (0x0810 => ch1_pwm_ctrl: ReadWrite<u32, PWM_CTRL::Register>),
        (0x0814 => ch1_pwm_ccr: ReadWrite<u32, PWM_CCR::Register>),
        (0x0818 => @END),
    }
}
}

**讲解：**使用 tock_registers 宏定义 PWM 寄存器布局，每个控制器分为死区控制（0x0000~0x03FF）和通道寄存器（ch0: 0x0400~0x07FF, ch1: 0x0800~0x0BFF）。死区寄存器包括 dbctrl（死区模式/极性，0x0）和 dbdly（延迟周期，0x4）。每个通道有 tim_cnt（当前计数值，0x400/0x800）、tim_ctrl（分频/模式，0x404/0x804）、state（中断状态，0x408/0x808）、pwm_period（周期，0x40C/0x80C）、pwm_ctrl（输出行为，0x410/0x810）、pwm_ccr（占空比，0x414/0x814）。宏生成 ReadWrite 接口，确保类型安全。

位域定义部分

#![allow(unused)]
fn main() {
register_bitfields! {
    u32,
    DBCTRL [
        OUT_MODE OFFSET(4) NUMBITS(2) [Bypass = 0b00, FallEdgeOnly = 0b01, RiseEdgeOnly = 0b10, FullDeadband = 0b11],
        POLSEL OFFSET(2) NUMBITS(2) [AH = 0b00, ALC = 0b01, AHC = 0b10, AL = 0b11],
        IN_MODE OFFSET(1) NUMBITS(1) [PWM0 = 0, PWM1 = 1],
        DB_SW_RST OFFSET(0) NUMBITS(1) [Normal = 0, ResetActive = 1]
    ],
    DBDLY [
        DBFED OFFSET(10) NUMBITS(10) [],
        DBRED OFFSET(0) NUMBITS(10) []
    ],
    TIM_CNT [CNT OFFSET(0) NUMBITS(16) []],
    TIM_CTRL [
        DIV OFFSET(16) NUMBITS(12) [],
        GIE OFFSET(5) NUMBITS(1) [],
        OVFIF_ENABLE OFFSET(4) NUMBITS(1) [],
        MODE OFFSET(2) NUMBITS(1) [Modulo = 0, UpAndDown = 1],
        ENABLE OFFSET(1) NUMBITS(1) [Disabled = 0, Enabled = 1],
        SW_RST OFFSET(0) NUMBITS(1) [Normal = 0, ResetActive = 1]
    ],
    STATE [
        FIFO_FULL OFFSET(3) NUMBITS(1) [],
        FIFO_EMPTY OFFSET(2) NUMBITS(1) [],
        OVFIF OFFSET(1) NUMBITS(1) [],
        CHIF OFFSET(0) NUMBITS(1) []
    ],
    PWM_PERIOD [CCR OFFSET(0) NUMBITS(16) []],
    PWM_CTRL [
        FIFO_EMPTY_ENABLE OFFSET(9) NUMBITS(1) [],
        DUTY_SEL OFFSET(8) NUMBITS(1) [Register = 0, FIFO = 1],
        ICOV OFFSET(7) NUMBITS(1) [],
        CMP OFFSET(4) NUMBITS(3) [SetOnMatch = 0b000, ClearOnMatch = 0b001, ToggleOnMatch = 0b010, SetOnUpClearOnDown = 0b011, ClearOnUpSetOnDown = 0b100, ClearOnCCRSetOnPeriod = 0b101, SetOnCCRClearOnPeriod = 0b110, Initialize = 0b111],
        IE OFFSET(3) NUMBITS(1) [],
        MODE OFFSET(2) NUMBITS(1) [FreeRunning = 0, Compare = 1]
    ],
    PWM_CCR [CCR OFFSET(0) NUMBITS(16) []]
}
}

**讲解：**PwmConfig 定义通道配置（频率、占空比、计数模式等）。PwmChannel 存储通道状态（config 和 enabled）。PwmController 管理 2 个通道（base 地址如 0x2804_A000）。PwmSystem 包含 8 个控制器（基址 0x2804_A000~0x2805_1000）。全局使能寄存器（0x2807E020）控制所有控制器。SYSTEM_CLK=50MHz 匹配 clock.rs，CHANNELS_PER_CONTROLLER=2 符合手册。

函数分析：PwmController 方法

#![allow(unused)]
fn main() {
impl PwmController {
    pub unsafe fn new(base_addr: usize) -> Self {
        Self {
            base: base_addr,
            channels: [
                PwmChannel { config: None, enabled: false },
                PwmChannel { config: None, enabled: false }
            ],
        }
    }
    fn registers(&self) -> &PwmRegisters {
        unsafe { &*(self.base as *const PwmRegisters) }
    }
}
}

讲解：

• new：初始化控制器，设置基址（e.g., 0x2804_A000），初始化 2 个通道（未配置，未启用）。unsafe 处理指针。
• registers：返回寄存器视图，unsafe 确保基址有效。

函数分析：configure_channel()

#![allow(unused)]
fn main() {
pub fn configure_channel(&mut self, channel: usize, config: PwmConfig) -> Result<(), &'static str> {
    if channel >= CHANNELS_PER_CONTROLLER {
        return Err("Invalid channel number");
    }
    if config.duty_cycle > 1.0 || config.duty_cycle < 0.0 {
        return Err("Duty cycle must be between 0.0 and 1.0");
    }
    self.disable_channel(channel);
    let div = (SYSTEM_CLK / config.frequency) as u16;
    let period_cycles = (SYSTEM_CLK as f32 / (div as f32 * config.frequency as f32)) as u32;
    let period_reg = period_cycles.checked_sub(1).ok_or("Period too small")?;
    if period_reg > 0xFFFF {
        return Err("Period value too large");
    }
    let duty_cycles = (period_reg as f32 * config.duty_cycle) as u16;
    let regs = self.registers();
    if let Some(deadtime) = config.deadtime_ns {
        let delay_cycles = (deadtime as f32 * SYSTEM_CLK as f32 / 1e9) as u16;
        let delay_cycles = delay_cycles.min((1 << 10) - 1);
        regs.dbdly.write(DBDLY::DBRED.val(delay_cycles) + DBDLY::DBFED.val(delay_cycles));
        regs.dbctrl.modify(DBCTRL::OUT_MODE::FullDeadband + DBCTRL::IN_MODE::PWM0 + DBCTRL::POLSEL::AH);
    }
    let ch_reg = self.get_channel_reg(channel);
    ch_reg.tim_ctrl.write(TIM_CTRL::DIV.val(div.into()) + TIM_CTRL::MODE.val(config.counting_mode) + TIM_CTRL::ENABLE::Disabled);
    ch_reg.pwm_period.write(PWM_PERIOD::CCR.val(period_reg as u16));
    ch_reg.pwm_ctrl.modify(PWM_CTRL::MODE::Compare + PWM_CTRL::DUTY_SEL.val(config.use_fifo as u32) + PWM_CTRL::ICOV.val(config.initial_value) + PWM_CTRL::CMP.val(config.output_behavior) + PWM_CTRL::IE::SET);
    if config.use_fifo {
        for _ in 0..4 {
            ch_reg.pwm_ccr.write(PWM_CCR::CCR.val(duty_cycles));
        }
        ch_reg.pwm_ctrl.modify(PWM_CTRL::FIFO_EMPTY_ENABLE::SET);
    } else {
        ch_reg.pwm_ccr.write(PWM_CCR::CCR.val(duty_cycles));
    }
    self.channels[channel].config = Some(config);
    Ok(())
}
}

**讲解：**配置 PWM 通道（0 或 1）。检查通道号和占空比（0.0~1.0）。禁用通道，计算分频（div = SYSTEM_CLK / freq）和周期（period_cycles = SYSTEM_CLK / (div * freq)）。减 1 写入 pwm_period（手册 5.24.3.6）。计算占空比（duty_cycles = period_reg * duty_cycle）。配置死区（dbctrl/dbdly，100ns 级），设置 tim_ctrl（DIV、MODE）、pwm_ctrl（Compare、DUTY_SEL、ICOV、CMP、IE）、pwm_ccr（占空比）。FIFO 模式预填充 4 个值，启用空中断。保存配置，返回 Ok。

函数分析：enable_channel() / disable_channel() / safe_stop_channel()

#![allow(unused)]
fn main() {
pub fn enable_channel(&mut self, channel: usize) -> Result<(), &'static str> {
    if channel >= CHANNELS_PER_CONTROLLER {
        return Err("Invalid channel number");
    }
    let ch_reg = self.get_channel_reg(channel);
    ch_reg.tim_ctrl.modify(TIM_CTRL::ENABLE::SET);
    self.channels[channel].enabled = true;
    Ok(())
}

pub fn disable_channel(&mut self, channel: usize) {
    let ch_reg = self.get_channel_reg(channel);
    ch_reg.tim_ctrl.modify(TIM_CTRL::ENABLE::CLEAR);
    self.channels[channel].enabled = false;
}

pub fn safe_stop_channel(&mut self, channel: usize) -> Result<(), &'static str> {
    let ch_reg = self.get_channel_reg(channel);
    ch_reg.pwm_ccr.write(PWM_CCR::CCR.val(0));
    while ch_reg.tim_cnt.read(TIM_CNT::CNT) != 0 {
        cortex_m::asm::nop();
    }
    self.disable_channel(channel);
    Ok(())
}
}

讲解：

• enable_channel：检查通道号，设置 tim_ctrl 的 ENABLE bit=1，标记通道启用。
• disable_channel：清除 ENABLE bit，标记禁用。
• safe_stop_channel：清零占空比（pwm_ccr=0），等待计数器归零（tim_cnt=0），禁用通道。使用 nop 轮询（需添加超时）。

函数分析：push_fifo_data() / handle_interrupt()

#![allow(unused)]
fn main() {
pub fn push_fifo_data(&mut self, channel: usize, duty_value: u16) -> Result<(), &'static str> {
    if channel >= CHANNELS_PER_CONTROLLER {
        return Err("Invalid channel number");
    }
    let ch_reg = self.get_channel_reg(channel);
    if ch_reg.state.matches_all(STATE::FIFO_FULL::SET) {
        return Err("FIFO full");
    }
    ch_reg.pwm_ccr.write(PWM_CCR::CCR.val(duty_value));
    Ok(())
}

pub fn handle_interrupt(&mut self) {
    for channel in 0..CHANNELS_PER_CONTROLLER {
        if let Err(e) = self.handle_channel_interrupt(channel) {
            // log::error!("PWM ch{} error: {}", channel, e);
        }
    }
}

fn handle_channel_interrupt(&mut self, channel: usize) -> Result<(), &'static str> {
    let ch_reg = self.get_channel_reg(channel);
    let state = ch_reg.state.get();
    if state & STATE::FIFO_EMPTY.mask != 0 {
        if ch_reg.tim_cnt.read(TIM_CNT::CNT) == 0 {
            if let Some(config) = &self.channels[channel].config {
                let period = ch_reg.pwm_period.read(PWM_PERIOD::CCR) + 1;
                let duty_cycles = (period as f32 * config.duty_cycle) as u16;
                self.push_fifo_data(channel, duty_cycles)?;
            }
        }
        ch_reg.state.write(STATE::FIFO_EMPTY::SET);
    }
    if state & STATE::OVFIF.mask != 0 {
        ch_reg.state.write(STATE::OVFIF::SET);
    }
    if state & STATE::CHIF.mask != 0 {
        ch_reg.state.write(STATE::CHIF::SET);
    }
    Ok(())
}
}

讲解：

• push_fifo_data：检查通道和 FIFO 状态（FIFO_FULL），写入占空比到 pwm_ccr。RW1C 清除中断标志。
• handle_interrupt：遍历 2 个通道，调用 handle_channel_interrupt。
• handle_channel_interrupt：检查 state（FIFO_EMPTY/OVFIF/CHIF），FIFO 空时重新填充占空比（计数器=0），清除中断标志（RW1C）。支持 FIFO 动态更新。

函数分析：PwmSystem 方法

#![allow(unused)]
fn main() {
impl PwmSystem {
    pub fn new() -> Self {
        const CONTROLLER_BASES: [usize; PWM_CONTROLLERS] = [
            0x2804_A000, 0x2804_B000, 0x2804_C000, 0x2804_D000,
            0x2804_E000, 0x2804_F000, 0x2805_0000, 0x2805_1000,
        ];
        let controllers = CONTROLLER_BASES.map(|base| unsafe { PwmController::new(base) });
        Self { controllers }
    }

    pub fn global_enable(&self) {
        let mut enable_mask: u32 = 0;
        for (i, ctrl) in self.controllers.iter().enumerate() {
            if ctrl.channels.iter().any(|ch| ch.config.is_some()) {
                enable_mask |= 1 << i;
            }
        }
        unsafe {
            let reg_ptr = GLOBAL_ENABLE_REG_ADDR as *mut u32;
            reg_ptr.write_volatile(enable_mask);
        }
    }

    pub fn controller(&mut self, index: usize) -> Option<&mut PwmController> {
        if index < PWM_CONTROLLERS {
            Some(&mut self.controllers[index])
        } else {
            None
        }
    }
}
}

讲解：

• new：初始化 8 个控制器，基址从 0x2804_A000 到 0x2805_1000（手册表 5-67）。unsafe 构造。
• global_enable：检查配置通道，生成使能掩码（bit 0-7），写入全局使能寄存器（0x2807E020，volatile 确保写入）。
• controller：返回指定控制器（index 0~7），支持动态访问。