【文章內(nèi)容簡介】 了逆變橋輸出相電壓的脈沖系列，此脈沖系列也是雙極性的，但是，由相電壓合成為線電壓 (uab=uaub。ubc=ubuc。uca=ucua)時，所得到的線電壓脈沖系列卻是單極性的。雙極性調(diào)制的工作特點：逆變橋在工作時，同一橋臂的兩個逆變器件總是按相電壓脈沖系列的規(guī)律交替地導(dǎo)通和關(guān)斷，毫不停息，而流過負(fù)載 ZL的 是按線電壓規(guī)律變化的交變電流。 圖 3 雙極性 PWM 這里我們 采用同步調(diào)制單極性 SPWM 法 ,載波比 N=32,調(diào)幅比 K 取值 (0,1)。工業(yè)上變頻器的調(diào)幅比是跟隨輸出頻率而改變的，如在恒 V/F控制中， K需要考慮的因素很多，為簡化問題，我們選擇手動調(diào)節(jié) K。 SPWM必須 做的工作是： 實時地計算調(diào)制波 (正弦波 )和載波 (三角波 )的所有交點的時間坐標(biāo)，根據(jù)計 算結(jié)果，有序地向逆變橋中各逆變器件發(fā)出“通”和“斷”的動作指令；調(diào)制波的振幅要隨調(diào)制比 而變，而載波的振幅則不變，所以，每次調(diào)節(jié) 后，交 點的時間坐標(biāo)都必須重新計算。 系統(tǒng) 結(jié)構(gòu) 本系統(tǒng)的功能框圖如下?？刂破餍枰瓿奢斎胼敵鼋换ィ瑪?shù)據(jù)處理和 PWM 信號的生成，我們選擇 AT89C52；為了節(jié)省單片機的 I/O，我們選用 4個按鍵輸入；需要顯示的內(nèi)容較多，我們選擇 LCD1602；電源則取 220V市電整理降壓得到。 AT89C52 的 P3口能驅(qū)動4路 TTL門電路，能滿足小信號輸出。我們就直接采用 P3^0和 P3^1輸出 PWM信號。由于PWM 信號對定時的精確度較高，而簡單的 RC 電路穩(wěn)定性不好，我們采用晶振和電容并聯(lián)的 諧振電路作為 時鐘 發(fā)生 電路 。 電 源時 鐘 電 路控 制 器顯 示按 鍵 輸 入P W M 輸 出生 成 P W MP W M 參 數(shù) 設(shè)置輸 出 監(jiān) 控出 錯 報 警 中 斷 圖 4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 涉及元器件簡介 AT89C52 介紹 下 圖 給出了 At89C52 的芯片引腳結(jié)構(gòu)。 AT89C52 單片機是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 8位單片機，片內(nèi)含 8K bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash只讀程序存儲器和256bytes 的隨機數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度，非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)及 8052產(chǎn)品引腳兼容。功能強大的 AT89C52單片機適合于許多較為復(fù)雜 的 控制應(yīng)用場合。 （ 1） AT89C52 主要性能參數(shù) ① 與 Mcs51產(chǎn)品指令和 引腳 完全兼容。 ② 8字節(jié)可重擦寫 FLASH 閃速存儲器 ③ 1000 次擦寫周期 ④ 全靜態(tài)操作： 0HZ24MHZ ⑤ 三級加密程序存儲器 ⑥ 256X8字節(jié)內(nèi)部 RAM ⑦ 32個可編程 I/0口線 ⑧ 3個 16 位定時／計數(shù)器 ⑨ 6個中斷源 ⑩ 可編程串行 UART通道 、 低功耗空閑和掉電模式 （ 2） At89C52功能特性 AT89C52 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8 字節(jié) FLASH 閃速存儲器， 256 字 節(jié) 內(nèi) 部 RAM , 32 個I/O口線， 3個 16 位定時／計數(shù)器，一個 6向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時， AT89c52可降至 OHz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電 工 作模式?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時／計數(shù)器．串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位 。 圖 5 AT89C52 引腳圖 （ 3） AT89C52部分引腳功能說明 ① XTAL1：片 內(nèi)晶振電路反相放大器的輸入端。 ② XTAL2：片內(nèi)晶振電路反相放大器的輸出端。 ③ P0： P0口是一組 8位漏極開路型雙向 I/O 口，即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。 作為輸出口用時．每位能以吸收電流的方式驅(qū)動 8個 TTL 邏輯門電路，對端口 P0 寫“ 1”時，可作為高阻抗輸入端用。 在 FLASH中 編程時， P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。 ④ P1口： P1 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， Pl的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或 輸出電流） 4個 TTL邏輯門電路。對端口寫“ 1”， 通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻某個 引腳 被外部信號拉低時會輸出一個電流。與 AT89C51不同之處是， 和 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（ ）和 外部觸發(fā) 輸入（ ) , FLASH 編程和程序校驗期間，Pl接收低 8位地址。 ⑤ P2口： P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P2的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4個 TTL邏輯電路。對端口 P2寫“ 1” ，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可 作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個 引腳 被外部信號拉低時會輸出一個電流。 在訪問外部程序存儲器或 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOvx@DPTR 指令）時， P2送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問 8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器、如執(zhí)行 MOVX@RI指令）時， P2口輸出 P2鎖存器的內(nèi)容。 FLASH編程或校驗時， P2亦接收高位地址和一些控制信號。 ⑥ P3口： P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口。 P3口輸出緩沖級可驅(qū)動 (吸收或輸出電流） 4個 TTL 邏輯門電路。對 P3口寫入“ 1”時 ，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時，被外部拉低的 P3口將用上拉電阻輸出電流。 P3口除了作為 I/0 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表 格 1所示 。 此外， P3口還接收一些用于 FLASH閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。 ⑦ RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時， RST引腳 出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復(fù)位。 表格 1 P3口第二功能 端口 引腳 第二功能 RXD（串行輸入口〕 TXD（串行輸出口〕 INTO（外中斷 0〕 INTO（外中斷 l) TO （定時／計數(shù)器 0 ) Tl （定時／計數(shù)器 l ) WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） ⑧ ALE/PROG:當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE(地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節(jié)．一般情況下， ALE仍以時鐘振蕩頻率的 1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE脈沖。 對 Flash存 儲器編程期間，該 引腳 還用于輸入編程脈沖 (PROG)。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH單元的 D0 位置位．可禁止 ALE操作。該位置位后， 只有一條 MOVX和 MOVC 指令才能將 ALE激活 ,此外，該 引腳 會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無效。 ⑨ PSEN：程序儲存允許 PSEN輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng) AT89C52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。 ⑩ EA/VPP：外部訪問允許。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器 (地址為 0000HFFFFH ) , EA端必須保持低電平 (接地）．需注 意 的是：如果加密位 LBI被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA端狀態(tài)。如 EA端為高電平（接 Vcc端） , CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。 flash存儲器編程時，該 引腳 加上 +12V的編程允許電源 VPP ，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V編程電壓 VPP 。 （ 4） AT89C52特殊功能寄存器 在 AT89C52片內(nèi)存儲器中， 80HFFH共 128 個單元為特殊功能寄存器（ SFE ) 。并非所有 的地址都被定義，從 80HFFH 共 128 個字節(jié)只有一部分被定義，還有相當(dāng)一部分沒有定義。對沒有定義的單元讀寫將是無效的，讀出的數(shù)位將不確定，而寫入的數(shù)據(jù)也將丟失。 不應(yīng)將數(shù)據(jù) 1寫入未定義的單元，由于這些單元在將來的產(chǎn)品中可能賦予新的功能。在這種情況下，復(fù)位后這些單元數(shù)值總是“ 0”。 （ 5） AT89C52 單片機擴展電路及分析 AT89C52 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8 字節(jié) FLASH 閃速存儲器， 256 字 節(jié) 內(nèi)部 RAM , 32 個 I/O口線， 2個 16 位定時／計數(shù)器，一個 6向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行 通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。 由于 AT89C52具有 256字節(jié)內(nèi)部 RAM。 對本設(shè)計已經(jīng)足夠使用，因此不需要再擴展外部數(shù)據(jù)存儲器 。 LCD1602 簡介 工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示 16x02即 32 個字符 （ 16列 2行） 。 1602 液晶也叫 1602字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊它有若干個 5X7或者 5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符。每位之間有一個點距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以他不能顯示圖形 。 目前市面上字 符液晶絕大多數(shù)是基于 HD44780 液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于 HD44780 寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。 1602采用標(biāo)準(zhǔn)的 16腳接口，其中： 第 1腳： VSS為電源地 第 2腳： VDD接 5V 電源正極 第 3 腳： V0 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會 產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個 10K的電位器調(diào)整對比度）。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平 1 時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平 0 時選擇指令寄存器。 第 5腳： RW為 讀寫信號線，高電平 (1)時進行讀操作，低電平 (0)時進行寫操作。 第 6腳： E(或 EN)端為使能 (enable)端。 第 7～ 14腳： D0～ D7為 8位雙向數(shù)據(jù)端。 第 15～ 16腳：空腳或背燈電源。 15腳背光正極， 16腳背光負(fù)極。 1602LCD的供電電壓為 +5V 電壓，對比度可調(diào) ,內(nèi)含復(fù)位電路 ,提供各種控制命令 ,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能 ,有 80 字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器 DDRAM,內(nèi)建有 192個 5X7點陣的字型的字符發(fā)生器 CGROM,8個可由用戶自定義的 5X7的字符發(fā)生器 CGRAM。 1602LCD微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧，常用在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中。 1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（ CGROM)已經(jīng)存儲了 160 個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“ A”的代碼是 01000001B（ 41H），顯示時模塊把地址 41H 中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“ A”。因為 1602識別的是 ASCII碼，試驗可以用 ASCII碼直接賦值，在單片機編程中還可以用字符型常量或變 量賦值，如 39。A’。 仿真工具介紹 Protues 簡介 Protues軟件是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA工具軟件。它不僅具有其它 EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學(xué)的教師、致力于單片機開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。 Proteus是世界上著名的 EDA工具(仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB設(shè)計，真正 實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持 805 HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430等， 2022年即將增加 Cortex和 DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil和 MPLAB等多種編譯 。 Protues軟件具有其它 EDA工具軟件（例： multisim）的功能。這些功能是： （ 1）原理布圖 （ 2） PCB自動或人工布線 （ 3） SPICE電路仿真 革命性的特點： （ 1）互動的電路仿真。用戶甚至可以實時采用諸如 RAM， ROM，鍵盤，馬達， LED，LCD， AD/DA，部分 SPI 器件，部分 IIC器件。 （ 2）仿真處理器及其外圍電路。可以仿真 51系列、 AVR、 PIC、 ARM、等常用主流單片機。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運行后輸入輸出的效果。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等， Protues建立了完備的電子設(shè)計開發(fā)環(huán)境。