【文章內(nèi)容簡介】 條取指令，譯碼后，通過定時和控制電路，在規(guī)定的時間發(fā)出各種操作全部內(nèi)部控制信息及CPU外部所需的控制信號，使各部分按照節(jié)拍協(xié)調(diào)工作。它由時序部件、指令部件和操作控制器三部分組成。（1） 指令部件指令部件是對指令進行分析處理并產(chǎn)生控制信號的部件，也是控制器的核心。通常，它由指令寄存器、指令譯碼器、程序計數(shù)器和等組成。下面介紹與CPU工作有關的幾個部件。程序計數(shù)器PC 用于存放和指示下一條要執(zhí)行的指令的地址。它是一個16位專用寄存器，由2個8位寄存器PCH(存放地址的高8位)和PCL（存放地址的低8位）組成。它具有自動加1的功能，PC在加至該指令字節(jié)個數(shù)后，才指向下一條將要執(zhí)行的指令地址。故PC是維持單片杌有序執(zhí)行程序的關鍵寄存囂。CPU執(zhí)行程序的過程為：順序地從存儲器內(nèi)取指令，然后去執(zhí)行規(guī)定的操作。要取的指令地址碼由PC提供，然后程序順序執(zhí)行。如果要求不按順序執(zhí)行指令，可執(zhí)行一條調(diào)用指令或跳轉(zhuǎn)指令，將要執(zhí)行的指令地址送入PC，取代原有的指令地址。指令寄存器 指令寄存器是8位寄存器，用于暫時存放指令，等待譯碼。指令譯碼器 指令譯碼器用于對送入其中的指令進行譯碼，把指令轉(zhuǎn)變成相應的電信號，根據(jù)譯碼器輸出的信號，CPU控制電路定時產(chǎn)生各種控制信號。（2） 操作控制部件操作控制部件可以為指令譯碼器的輸出信號配上節(jié)拍電位和節(jié)拍脈沖，也可以和外部進來的控制信號組合，共同形成相應的微操作控制序列信號，以完成規(guī)定的操作。（3） 時序部件時序部件由時鐘電路和脈沖分配器組成，用于產(chǎn)生操作控制所需的時序信號。產(chǎn)生時序信號的部件稱為“時序發(fā)生器”，它由一個振蕩器和一組計數(shù)分頻器組成。振蕩器是一個脈沖源，輸出頻率穩(wěn)定的脈沖，也稱為“時鐘脈沖”，為CPU提供時鐘基準。時鐘脈沖經(jīng)過進一步的計數(shù)分頻，產(chǎn)生所需的節(jié)拍信號。2. 運算器運算器是用來對數(shù)據(jù)進行算術運算和邏輯操作的執(zhí)行部件，包括算術／邏輯部件ALU、累加器ACC、暫存寄存器、程序狀態(tài)字寄存器PSW（Program Status Word）、BCD碼運算調(diào)整電路和通用寄存器等。為了提高數(shù)據(jù)處理和位操作能力，片內(nèi)增加了一個通用寄存器區(qū)和一些專用寄存器，而且還增加了位處理邏輯電路的功能。在進行位操作時，進位位CY作為位操作累加器，整個位操作系統(tǒng)構(gòu)成一臺布爾運算機。（1） 暫存器暫存器用于暫存進入運算器之前的數(shù)據(jù)，它不能通過編程訪問。設置暫存器的目的是暫時存放某些中間過程所產(chǎn)生的信息，以避免破壞通用寄存器的內(nèi)容。（2） 算術／邏輯部件ALU算術邏輯部件ALU(Arithmetic Logic Unit)是用于對數(shù)據(jù)進行算術運算和邏輯操作的執(zhí)行部件，由加法器和其他邏輯電路組成。在控制信號的作用下，它能完成算術加、減、乘、除，邏輯“與”、“或”、“異或”等運算以及循環(huán)移位操作等功能。此外，通過對運算結(jié)果的判斷，影響程序狀態(tài)標志寄存器的有關標志位。CPU正是通過對這幾部分的控制與管理，使得單片機完成指定的任務。第3章 三相永磁電機輸入電壓和輸入電流有效值的測量方法三、 三相永磁電動機輸入電壓和輸入電流有效值的測量方法本章以三相永磁同步電動機為例，系統(tǒng)介紹輸入電機的輸入電壓和輸入電流有效值的測量方法。電機的功率因數(shù)和功率的測量方法將在下一章介紹。電壓和電流有效值不能直接測出，因此本章先系統(tǒng)講述電壓和電流瞬時值的測量方法，最后介紹由瞬時值跟蹤有效值的理論依據(jù)。（一）、 瞬時值測量方法的引出由于三相永磁同步電動機的用途和功能不同，其額定輸入電壓也不同，以電子電路測量相對較大的電壓和電流信號時，存在以下幾個問題：(1). 驅(qū)動電動機的來自電網(wǎng)的電壓和電流通常較大，不可能直接輸入電子電路；(2). 交流電壓信號正負交變，通常AD轉(zhuǎn)換器不能處理為負值的信號；(3). 電壓信號和電流信號被采樣需要依次進行；(4). 電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號元件的選擇；(5). 最終的測量精度直接受AD轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度和單片機的處理速度的影響和限制；針對以上問題，應先把較大的電壓信號作降壓處理，使得輸入低壓電路的信號位于合理范圍內(nèi)；電流信號不能直接被測量，可使用霍爾電流傳感器把電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號；為使AD轉(zhuǎn)換器輪流采樣電壓信號和電流信號，可使用模擬開關選擇輸入信號；另外在合理的成本考慮內(nèi)應盡可能地選擇速度較高的AD轉(zhuǎn)換器和單片機。（二）、 主要元件的選擇1. A/D轉(zhuǎn)換器的選型綜合轉(zhuǎn)換速度、模擬信號雙極性和成本的考慮，本設計擬采用Analog Devices公司出品的AD574A作為A/D轉(zhuǎn)換芯片。AD574A是美國模擬儀器公司推出的單片完全高速12位逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)置雙極性轉(zhuǎn)換電路，具有外接元件少，功耗低，精度高等特點，并且具有自動校零和自動極性轉(zhuǎn)換功能，只需外接少量的阻容件即可構(gòu)成一個完整的A/D轉(zhuǎn)換器，其主要功能特性如下：l 兼容8位和16位微處理器總線接口；l 最大A/D轉(zhuǎn)換時間為35us；l 片內(nèi)擁有高精度的電壓基準和時鐘；l 為滿足不同精度的需要，激光校正的幅度和雙極性偏置電阻提供了四個模擬電壓輸入的量程供選擇：0V—10V、0V—20V、5V—+5V、10V—+10Vl 供電電壓VCC和VEE可選擇177。(12V177。)或177。(15V177。)；1. 各引腳功能Pin1. VLOGIC，5V邏輯電平輸入端；Pin2. 12/8，數(shù)據(jù)選擇模式輸入引腳，由于轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)據(jù)為12位，此引腳決定了輸出的數(shù)據(jù)是以12位為一個字一次性輸出（當接VLOGIC為高電平時），還是以8位為一個字分兩次輸出（當接DIGITAL COMMON時）。對于后者，將DB3DB0(LSB)分別并接到DB11DB8引腳上，當A0為高電平時，DB11(MSB)DB4引腳首先輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果的高八位作為第一個字節(jié)給微處理器總線接收，A0為低電平時，DB3DB0輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果的低四位作為第二個字節(jié)的高四位，此字節(jié)的低四位補零；Pin3. CS，片選信號，低電平有效；Pin4. A0，字節(jié)選擇，轉(zhuǎn)換周期選擇。當CS、CE引腳均有效且R/C為低電平（轉(zhuǎn)換）時，若A0=0，初始化12位的轉(zhuǎn)換，若A0=1，初始化8位的轉(zhuǎn)換；當CS、CE引腳均有效且R/C為高電平（讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果）時，若12/8=1，啟動12位轉(zhuǎn)換結(jié)果的并行輸出；若12/8=0，A0=0，輸出一個字節(jié)作為12位轉(zhuǎn)換結(jié)果的高八位或8位轉(zhuǎn)換結(jié)果；若12/8=0，A0=1，輸出第二個字節(jié)，12位轉(zhuǎn)換結(jié)果的低四位補零；Pin5. R/C，高電平為讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，低電平為轉(zhuǎn)換指令；Pin6. CE，芯片使能信號，高電平有效；Pin7. VCC，電源正電壓輸入，可選擇輸入+12V或+15V，—，—；Pin8. REF OUT，10V參考電壓輸出引腳，接10V參考電壓的低電勢；Pin9. AC，模擬地；Pin10. REF IN，10V參考電壓輸入引腳，接10V參考電壓的高電勢；Pin11. VEE，電源負電壓輸入，可選擇輸入12V或15V，— ，— ；Pin12. BIP OFF，補償調(diào)整端，調(diào)整ADC輸出的零點；Pin13. 10VIN，此引腳和AC組合用于量程為0—10V或5V—5V的電壓輸入；Pin14. 20VIN，此引腳和AC組合用于量程為0—20V或10V—10V的電壓輸入；Pin15. DC，數(shù)字地；Pin16—Pin27. DB0—DB11，分為三個半字節(jié)，三態(tài)并行緩沖輸出口，用于轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出；Pin28. STS，狀態(tài)輸出線，轉(zhuǎn)換周期開始變高，結(jié)束后變低。2. 控制邏輯CE、CS和R/C三個端口控制A/D轉(zhuǎn)換的進行，A0和12/8控制轉(zhuǎn)換的位數(shù)和轉(zhuǎn)換結(jié)果的輸出格式，它們的具體功能如下表所示：CECSR/C12/8AOOperation0XXXX未啟動芯片X1XXX未選中芯片100X0啟動12位A/D轉(zhuǎn)換100X1啟動8位A/D轉(zhuǎn)換1011(接Pin1)X使能并行輸出12位轉(zhuǎn)換結(jié)果1010(接Pin15)0使能輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果的高8位（D11—D4）作為第一個字節(jié)1010(接Pin15)1使能輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果的低4位（D3—D0）作為第二個字節(jié)的高4位，低4位補零3. 控制時序啟動轉(zhuǎn)換時，R/C應置低，并且在CE和CS同時有效前應保持低電平不變（如果R