【正文】 輸出，然后修改過(guò)流保護(hù)計(jì)數(shù)器的值，主程序循環(huán)中只需要將當(dāng)前的計(jì)數(shù)器與保存在 Flash中的用戶設(shè)置的閥值相比較，如果超過(guò)閥值則置位過(guò)流保護(hù)標(biāo)志位。 單片機(jī)通過(guò)利用 Timer B和端口的輸出功能，調(diào)用 Arr 25Hz 81 CCRO和 Arr 25Hz 81 一 50[]中保存的數(shù)據(jù)還原 SPWM控制波形是軟件系統(tǒng)中非常重要的部分，其中軟件的工作流程很大程度上決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以開(kāi)門(mén)過(guò)程為例，主程序的基本流程如圖 53(a)所示 ： 循環(huán)的流程中判斷外界的控制信號(hào)的狀態(tài)、系統(tǒng)自身的狀態(tài)來(lái)決定下一個(gè)狀態(tài)，同時(shí)改變相關(guān)的標(biāo)志位和變量。 因此，在這種情況下，實(shí)際的 SPWM 輸出頻率 f =4x1975N二 Hz，對(duì)于電梯門(mén)機(jī)控制這類對(duì)于誤差要求不是很嚴(yán)格的場(chǎng)合而言，這樣的輸出精度是完全能夠滿足應(yīng)用要求的。在系統(tǒng)的初始化程序中，使用 Timer B的增減計(jì)數(shù)方式，設(shè)置 P4口的 , 為輸出模式 2— PWM 翻轉(zhuǎn) /復(fù)位模式，設(shè)置 , 和 6— PWM翻轉(zhuǎn) /復(fù)位模式，這種輸出模式下，通過(guò)設(shè)定寄存器 TBCCRITBCCR6中的值能夠獲得 6路波形。 Flash模塊在上電后就處于讀模式，因此在工作模式下不需要修改 Flash 的控制位，就能夠直接讀取Flash中的內(nèi)容 ： Flash_ptrA=（ char*） 0x1080 //設(shè)置 Flash的 A段指針 For（ itemp=0； itemp128； itemp++） { Userdata[itemp]=*Flash_PtrA++； } //讀取 A段指針 用戶設(shè)置模式下，可能需要向 Flash 中寫(xiě)入數(shù)據(jù)，這時(shí)還應(yīng)該對(duì) 相應(yīng)的控制寄存器 CTL1和 FCTL3作設(shè)置后才能夠正常完成操作： Flash_ptrB=（ char*） 0x1000； //設(shè)置 Flash的 B段指針 FCTL1=FWKEY+ERASE； //設(shè)置段擦除控制位 FCTL3=FWKEY； //清除 Flash存儲(chǔ)鎖定位 *Flash_ptrB=0 //初始化 Flash 的 B段首數(shù)據(jù) FCTL1=FWKEY+WRT； //設(shè)置寫(xiě)寄存器以寫(xiě)入數(shù)據(jù) For(itemp=0； itemp128； itemp++){ *Flash_ptrB++=Userdata[itemp]； } //向 B段中寫(xiě)入數(shù)據(jù) FCTL1=FWKEY； //清除寫(xiě)寄存器 33 FCTL3=FWKEY+LOCK； //恢復(fù)鎖定狀態(tài) 統(tǒng)中可以根據(jù)需要保存的數(shù)據(jù)量決定使用的 Flash容量， A， B兩個(gè)段最多能夠存儲(chǔ) 256字節(jié)的數(shù)據(jù)。ADC12SC){}； //等待轉(zhuǎn)換完成 ADC12CTL0amp。=(BIT2+BIT3)； //初始化用戶界面按鍵 P3DIR|=(BIT0+BIT1+BIT2)； //初始化 93C46寫(xiě)端口 ,讀默認(rèn) FCTL2=FWKEY+FSSEL0+FN0； //初始化 Flash模塊 ,安全鍵值和時(shí)鐘 } MSP430F149 溫度保護(hù)的設(shè)計(jì) 利用 MSP430F149 的 ADC 12中的 A10連接內(nèi)部溫度傳感器的功能，能夠測(cè)量出當(dāng)前狀態(tài)下的芯片溫度，進(jìn)而能夠間接的反映當(dāng)前變頻控制器的內(nèi)部溫度。如圖 52所示系統(tǒng)的初始化流程，下面結(jié)合初始化的流程圖和程序介紹每個(gè)部分程序的作用 。在開(kāi)門(mén)狀態(tài)下，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生保護(hù)時(shí)，則進(jìn)入系統(tǒng)保護(hù)狀態(tài) 。 (4)輸出的描述 :系統(tǒng)在各個(gè)狀態(tài)下的 SPWM控制波形、顯示內(nèi)容等都屬于該狀態(tài)下的輸出。 (1)狀態(tài) ： 系統(tǒng)能且只能處于開(kāi)門(mén)過(guò)程執(zhí)行、關(guān)門(mén)過(guò)程執(zhí)行、待機(jī)停運(yùn)和系統(tǒng)保護(hù)四個(gè)狀態(tài) 。 系統(tǒng)在工作模式下，完成系統(tǒng)的初始化工 作之后，進(jìn)入到狀態(tài)工作模式下，系統(tǒng)軟件根據(jù)系統(tǒng)所處的狀態(tài)和外界的輸入決定系統(tǒng)的輸出。 在系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程中，首先對(duì)項(xiàng)目中的源文件進(jìn)行編譯、連接，這兩個(gè)過(guò)程中能夠檢查出軟件中的語(yǔ)法錯(cuò)誤、缺少定義或者重復(fù)定義等問(wèn)題，當(dāng)程序編譯連接通過(guò)后，可以通過(guò)“ Project”菜單下的“ Dubug”功能進(jìn)入到 IAR 的調(diào)試環(huán)境下，在調(diào)試環(huán)境下，根據(jù)所執(zhí)行模塊的不同功能，使用單步、全速運(yùn)行、添加斷點(diǎn)等方法調(diào)試。 IAR Embedded Workbench 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中包括了項(xiàng)目管理工具和編輯器、 高效的 C/C++編譯器、集成連接器和庫(kù)文件工具，具有能夠支持MSP430的簡(jiǎn)易 JTAG 開(kāi)發(fā)工具等優(yōu)點(diǎn)。 程序的可讀性 ： 任何的程序都必須具有可讀性的特點(diǎn)，可讀性指對(duì)程序閱讀和理解的方便程度，可讀性好的程序要求書(shū)寫(xiě)規(guī)范，結(jié)構(gòu)明確，注釋完善。 26 第 5 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 控制穩(wěn)定 ： 門(mén)機(jī)變頻控制器控制著電梯門(mén)的工作狀態(tài)，門(mén)機(jī)控制器必須時(shí)刻工作在一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)中，防止電梯門(mén)失控。 (3)體積較大的元件，如 IPM功率電源的濾波電容，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮其高度和寬度等問(wèn)題，合理放置，減小系統(tǒng)整體體積?？刂坪诵陌逑蛏咸峁?+、 LED顯示控制信號(hào)，并從用戶界面板獲取 8個(gè)按鍵的狀態(tài)信號(hào)，所使用的軟排線接口定義如圖 416 圖 416 用戶界面板連接線定義 在外部接口部分，控制器的系統(tǒng)電源輸入和電動(dòng)機(jī)的輸出直接從功率板上引出至外部接線 端子，開(kāi)關(guān)量輸入、繼電器輸出均從控制核心板連接到外部接線端子上。各個(gè)板功能不同，在相互連接時(shí)，需要通過(guò)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)連接埠交換電源和控制信號(hào)，系統(tǒng)中的板間連接主要有兩個(gè)部分。顯示部分除了包括 4 位 8 段紅色 LED 數(shù)碼管之外，還設(shè)計(jì)了 3 組 8 位的 LED 發(fā)光二極管 ： 其中的兩組 LED 發(fā)光二極管受單片機(jī)控制顯示內(nèi)容，可以作為 LED數(shù)碼管的顯示擴(kuò)展 。系統(tǒng)中所使用的 8 個(gè)按鍵都使 用 1/O 口，并不使用相對(duì)來(lái)說(shuō)占用資源的行列掃描的方式， 8個(gè) 1/O口中，部分按鍵使用中斷功能，部分按鍵使用掃描功能，在軟件中根據(jù)按鍵所具有的硬件資源不同設(shè)置不同的功能。 圖 412 開(kāi)關(guān)量輸入隔離電路圖 繼電器及驅(qū)動(dòng)電路 門(mén)機(jī)變頻控制系統(tǒng)需要對(duì)外輸出四路開(kāi)關(guān)量信號(hào)，其中包括開(kāi)門(mén)到位信號(hào)、關(guān)門(mén)到位信號(hào)，一路控制系統(tǒng)故障保護(hù)輸出信號(hào)和一路保留的可以通過(guò)軟件設(shè)定狀態(tài)的信號(hào)，這些開(kāi)關(guān)量信號(hào)用于與電梯系統(tǒng)中的中央控制器以及其他部分相通訊，僅通過(guò)繼電器的吸和與斷開(kāi)的狀態(tài)向外輸出電梯門(mén)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，配合開(kāi)關(guān)量輸入端的光禍，實(shí)現(xiàn)了電梯各個(gè)系統(tǒng)相互之間的完全隔離。從功能的角度劃分，控制核心具有接受開(kāi)門(mén)指令、關(guān)門(mén)指令、行程開(kāi)關(guān)、光幕信號(hào)的開(kāi)光量輸入，生成 6路帶有邏輯保護(hù)能力的 SPWM控制波形、控制 4 組繼電器輸出狀態(tài)、接受用戶界面部分的控制指令、控制用戶界面的顯示狀態(tài)等功能。 19 圖 49 IPM驅(qū)動(dòng)電源電路原理圖 8 IPM驅(qū)動(dòng)與隔離電路 SPWM 控制信號(hào)通過(guò)高速光藕輸入到 IPM 的控制端， IPM 的錯(cuò)誤輸出信號(hào)也通過(guò)高速光禍輸出到單片機(jī)的 I/O口上。這部分電路是在屢次燒毀 IPM的情況下所設(shè)計(jì)添加的，在后續(xù)的測(cè)試中，有效的保護(hù)了 IPM。電阻 Rs為 470V 壓敏電阻 14D471 K，能夠吸收大量的短時(shí)間的雷電等浪涌電壓，保證壓敏電阻兩端的電壓不超過(guò)其額定電壓，進(jìn)而保護(hù) IPM的工作電壓，在電路中，壓敏電阻的另一個(gè)重要功能是配合電阻 R7和風(fēng)吸收電動(dòng)機(jī)在斷電瞬間產(chǎn)生的高壓感生電流。 IPM 功率電源部分包含了保險(xiǎn)絲的過(guò)流熔斷保護(hù)、防電磁干擾的無(wú)源濾波電路以及基本的整流濾波等電路。 本文中主要討論電梯門(mén)機(jī)變頻控制器系統(tǒng)的硬件和軟件的設(shè)計(jì)，分析系統(tǒng)各個(gè)部分的工作電壓和所實(shí)現(xiàn)的主要功能，將系統(tǒng)的硬件部分分為功率部分 、控制核心、用戶界面、連接埠和接口以及附加硬件五個(gè)部分。 用戶界面的要求 盡管針對(duì)電梯門(mén)機(jī)所 設(shè)計(jì)的門(mén)機(jī)變頻控制器具有很強(qiáng)專用性，相比于通用變頻器內(nèi)部固化了很多的特性參數(shù)，但是仍然需要用戶在此基礎(chǔ)上針對(duì)不同的環(huán)境調(diào)整某些參數(shù)，如開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)執(zhí)行過(guò)程中各個(gè)頻率段的參數(shù)、針對(duì)不同的電梯門(mén)選擇合適的輸出力矩、繼電器組的輸出狀態(tài)等，因此控制器上必須設(shè)計(jì)用戶界面。電梯系統(tǒng)的外部接線端 設(shè)計(jì)了切換開(kāi)關(guān)，用于在調(diào)試狀態(tài)和系統(tǒng)狀態(tài)之間切換。 12 第 4 章 電梯門(mén)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求 電梯門(mén)控制器的工作環(huán)境 普通電機(jī)門(mén)機(jī)控制器直接安裝在電梯吊箱的頂部，并且在門(mén)機(jī)控制器的外面加有通風(fēng)良好的金屬箱做電磁屏蔽和防水保護(hù)等功能，這些電梯提供的防護(hù)措施簡(jiǎn)化了門(mén)機(jī)變頻控制器設(shè)計(jì)。 11 (3) PS21265AP DIPIPM的設(shè)計(jì)載波頻率上限為 20KHz，設(shè)計(jì)手冊(cè)上指出其頻率上限隨著外界溫度、濕度條件以及控制方法的不同有所變化，實(shí)際使用時(shí) 應(yīng)根據(jù)所選用的控制電路 ,調(diào)整載波頻率。盡管前面介紹的 IGBT 具有 BJT和MOSFET的優(yōu)點(diǎn)，但是必須有驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路等的配合才能夠正常、穩(wěn)定的 運(yùn)行，但是這些電路增加了系統(tǒng)空間和系統(tǒng)復(fù)雜性，降低了系統(tǒng)的可靠性。 MOSFET目前在高性能開(kāi)關(guān)電源、逆變器等需要較高的開(kāi)關(guān)速度的場(chǎng)合得到廣泛的應(yīng)用。 電力電子器件種類很多，并且仍然有新型器件出現(xiàn)，可以按照其開(kāi)關(guān)方式和控制能力劃分為不可控器件、半控器件和全控器件三類。 9 第 3 章 電力電子器件與 SPWM 調(diào)速 電力電子學(xué) (Power Electronics)是研究采用半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的控制和變換的學(xué)科。 針對(duì) MSP430 系列單片機(jī)市場(chǎng)上有多種 JTAG 產(chǎn)品，有很多的相關(guān)資料和電路可以借鑒。 (4)通用 10 端口 [171] (5) 16位定時(shí)器 Timer– B (6) Flash存儲(chǔ)器模塊 Flash 存儲(chǔ)器模塊是 Flash 型器件的通用模塊，主要用于存儲(chǔ)程序代碼、數(shù)據(jù)表格以及用戶信息等，用戶可以通過(guò) JTAG或者是芯片內(nèi)的軟 8 件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì) Flash 的寫(xiě)入和擦除操作。同 XT2CLK 相同， DCOCLK 可以經(jīng)過(guò)個(gè)時(shí)鐘分頻器作 1, 2, 4, 8 分頻后作為 MCLK, SMCLK 的時(shí)鐘信號(hào)。 MSP430 單片機(jī)特點(diǎn) (1)低電壓、低功耗 (2)強(qiáng)大的處理能力 (3)穩(wěn)定的工作性能 (4)豐富的片內(nèi)資源 MSP430F149 部分功能模塊 MSP430F149 單片機(jī)具有豐富的片內(nèi)資源，包括時(shí)鐘模塊、捕獲 /比較模塊、 Flash 模塊、看門(mén)狗定時(shí)器模塊、定時(shí)器模塊、以及通用 I/O口模塊 I， 6J， MSP430F149 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如 21所示。 (4)論文的主體部分，占論文的大部分篇幅。 課題的主要研究?jī)?nèi)容和目的 本設(shè)計(jì) 中使用 TI公司的 16位高性能單片機(jī) MSP430F149作為控制核心、三菱公司的第 代智能功率模塊 PS21265AP DIPIPM 作為功率逆變器件。同時(shí)，系統(tǒng)還會(huì)受到外界的干擾，也會(huì)對(duì)外界的其他設(shè)備造成干擾，如何抑制干擾并且增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力成 5 為影響系統(tǒng)能否穩(wěn)定工作的一個(gè)重要問(wèn)題。 (2)電梯系統(tǒng)中的外部控制信號(hào)以何種方式與控制器進(jìn)行通訊，控制器對(duì)外部輸入的控制信號(hào)的響應(yīng)方式。使用全數(shù)字的控制方式不但能夠簡(jiǎn)化電路，還能夠改善系統(tǒng)的可靠性和易用性，同時(shí)能夠輕而易舉地為系統(tǒng)添加監(jiān)控、顯示和保護(hù)等功能。通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的檢測(cè)功能和輸出控制功能，使用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)軟件，具有語(yǔ)法簡(jiǎn)單、可移植性好和易于調(diào)試等優(yōu)點(diǎn)。 本文分析了異步電動(dòng)機(jī) SPWM 變頻調(diào)速的工作原理和技術(shù)要點(diǎn)，異步電動(dòng)機(jī)的變頻控制系統(tǒng)采用單片機(jī)和智能功率模塊作為核心。本文針電梯門(mén)的基本運(yùn)行特點(diǎn)從分析和比較入手，引出本課題所需要解決的問(wèn)題，設(shè)計(jì)出一款