【正文】 外設(shè)含有串行通信接口模塊（SCI）是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的串行異步數(shù)字通信接口模塊，可以實(shí)現(xiàn)半雙工或全雙工的通信，通信速率可達(dá)625Kbps。由于TMS320LF2407帶有SCI通訊接口因此可以方便的實(shí)現(xiàn)RS232通訊，計(jì)算機(jī)與8051芯片之間通過計(jì)算機(jī)的通用串行總線(USB)接口與8051芯片的串行通訊接口(SCI)相連。 鍵盤輸入和輸出顯示是人機(jī)接口的主要部分，是操作人員對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制和顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀況的主要途徑。本地操作人員可根據(jù)負(fù)載情況通過按鍵來選擇不同的U/f曲線，設(shè)定電動(dòng)機(jī)的期望轉(zhuǎn)速以及控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、啟動(dòng)、停止等操作。本系統(tǒng)的鍵盤部分包括正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、啟動(dòng)、停止、上升、下降以及功能鍵等七種按鍵。所有按鍵經(jīng)可編程邏輯器件GAL16V8處理后輸出四路信號，其中一路給了8051芯片的外部中斷1引腳，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)下降沿送給該引腳，告訴8051芯片外部有一個(gè)按鍵按下，應(yīng)對其進(jìn)行相應(yīng)的處理；其余三路信號給了8051芯片的三個(gè)通用I/O口，通過編碼設(shè)定的方法給每一個(gè)按鍵分配一個(gè)獨(dú)立的代碼，以便于8051芯片分辨用戶按下了哪個(gè)按鍵，不致于引起誤操作。第五章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)單片機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的總體方案是：在運(yùn)行中，為使調(diào)速系統(tǒng)安全可靠地工作，采取了啟動(dòng)前故障檢測和啟動(dòng)以后繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)視與檢測。在軟件設(shè)計(jì)上，采取啟動(dòng)/運(yùn)行雙循環(huán)檢測、控制方案；故障的檢測與保護(hù)主要是利用了中斷方式對連續(xù)故障與極限故障進(jìn)行監(jiān)視；頻率控制的方法：ADC0809將得到頻率設(shè)定的數(shù)字量輸送給8051，則8051以該數(shù)量作為地址指針，對預(yù)先設(shè)置在內(nèi)存儲器中的電壓頻率函數(shù)表進(jìn)行查表，計(jì)算求出8253中0通道和1通道的分頻值，從中得到相應(yīng)的時(shí)鐘頻率信號且通過F/V函數(shù)表的設(shè)置保證了輸出壓/頻比為線性關(guān)系，為防止頻率突變對系統(tǒng)造成損壞，8051根據(jù)所設(shè)置的升降頻繁控制進(jìn)行頻率變化，軟件規(guī)定：頻率穩(wěn)定后，8253的輸出狀態(tài)不變，8051只從事系統(tǒng)的檢測，保護(hù)和顯示等管理工作。這個(gè)循環(huán)主要是完成逆變器啟動(dòng)前對主電路電流、電壓正常與否的檢測，只有在一切正常時(shí)，才能發(fā)出允許啟動(dòng)標(biāo)志，并查詢外輸入狀態(tài)。運(yùn)行控制循環(huán)，主要完成轉(zhuǎn)速和故障監(jiān)控及顯示，8051在初始化后置PC2為1，低電流繼電器得電、接觸器吸合，使主電路與電源接通。并不斷測量電壓，當(dāng)電壓整流輸出不穩(wěn)態(tài)值時(shí)，電阻R串接在電路中，從而可減少合閘瞬時(shí)主電路中出現(xiàn)的大電流沖擊；當(dāng)電壓整流輸出穩(wěn)態(tài)值時(shí)，使PC3為1，使得KM得電吸合，短接電阻R。 單片機(jī)程序設(shè)計(jì)其程序主要包括主程序，PID計(jì)算子程序和中斷處理程序。(1)程序主要完成各接口芯片的初始化，給相應(yīng)的內(nèi)存單元賦初值。(2)INT0中斷程序該程序主要用于啟動(dòng)定時(shí)器。當(dāng)交流電壓信號由負(fù)到正，過零時(shí)，外部響應(yīng)中斷，執(zhí)行INT0中斷服務(wù)程序，啟動(dòng)T0計(jì)數(shù)。T0中斷程序該程序用于控制整流電路中可控硅晶閘管的移相角α變化由于整流電路的整流輸出電壓V0=(α≤60)，所以改變α可改變直流電壓的大小。T1中斷程序該程序主要通過控制逆變電路中可控硅晶閘管的導(dǎo)通、關(guān)斷時(shí)間，從而改變交流電源的頻率。因此，這個(gè)程序依據(jù)PID算法的結(jié)果直接關(guān)系到供給電動(dòng)機(jī)的電源頻率的大小。(3)于設(shè)置T0初始值的問題：在實(shí)際運(yùn)用中，給T0一個(gè)初始值，使得當(dāng)T0在溢出時(shí)。VG1產(chǎn)生半個(gè)周期后，產(chǎn)生VG2，從而VT2導(dǎo)通。為了保證這一過程中時(shí)間差的實(shí)現(xiàn)，為T0設(shè)定的初始值必須要符合條件，即：這一時(shí)間間隔在允許范圍內(nèi)要盡可能小。(4) 于修改T1初始值的問題：變頻電源的頻率f與T1初始值Xi的設(shè)定有重要的聯(lián)系，因?yàn)樽冾l電源的頻率由壓力與給定壓力的信號差決定。同時(shí)根據(jù)PID運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算，直到壓力與給定值相同。開始系統(tǒng)初始化啟動(dòng)A∕D轉(zhuǎn)換器數(shù)字濾波PID運(yùn)算中斷響應(yīng)允許INT0中斷修改T1初值運(yùn)算結(jié)果等于給定值 主程序框圖 初始化程序初始化程序除完成8051的中斷源，825825初始化外，還需要對8031片內(nèi)RAM中的某些單元和SLE4520本身進(jìn)行初始化為進(jìn)行件故障檢測，設(shè)置故障位和故障計(jì)數(shù)器，初始化應(yīng)清零，為實(shí)現(xiàn)可變斜率升降頻設(shè)置斜率寄存器，初始化時(shí)應(yīng)放入最低斜率值，SLE4520的初始化成對于保護(hù)系統(tǒng)完全可靠地啟動(dòng)是必要的。初始化片內(nèi)RAM初始化SLE4520初始化時(shí)間控制→8255，8253，8279T0，T1開中斷置時(shí)間常數(shù)返回 初始化程序流程圖 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)程序轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)程序即為軟件定時(shí)器0的中斷服務(wù)程序，其程序框圖如下所示在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)程序中，完成給定，轉(zhuǎn)速的采樣，進(jìn)行PI運(yùn)算，求出頻率指令信號Uf1，然后查表分頻求得系數(shù)Zf，X f ，Zv，Xv。開始保護(hù)現(xiàn)場啟動(dòng)A∕D轉(zhuǎn)換器，采樣Un*.Un調(diào)PI子程序求頻率信 號置命令時(shí)間常數(shù)，啟動(dòng)定時(shí)器T0，定時(shí)25ms由Uf1查表得Xf Zf恢復(fù)現(xiàn)場返回 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)程序框圖 顯示中斷程序在正常運(yùn)行中，頻率的顯示是依靠定時(shí)中斷實(shí)現(xiàn)，定時(shí)器每隔一定的時(shí)間進(jìn)入顯示中斷服務(wù)程序。顯示主要的內(nèi)容如下：停車時(shí)顯示停車標(biāo)志，故障時(shí)顯示對應(yīng)的故障碼，正常運(yùn)行時(shí)顯示逆變輸出頻率。狀態(tài)顯示優(yōu)先次序?yàn)椋汗收巷@示，停車顯示和頻率顯示。正常運(yùn)行時(shí)主要顯示頻率和CPU監(jiān)測工作運(yùn)行情況。 顯示中斷程序 故障中斷服務(wù)程序主電路的過流送至8051并發(fā)出信號，封鎖HEF4752V脈沖輸出，切斷主電路電源，8051通過8255的PC4得到故障記憶，并置相應(yīng)的故障位為“1”，以便進(jìn)行故障碼顯示。該中斷源的優(yōu)先級最高。將八路故障輸出信號送到8031的P1口，讀入P1口的狀態(tài)于A中，并判斷，判斷時(shí)采用了循環(huán)右移位，移位后，判斷CY是否為零，若為零則有故障并同時(shí)計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值為相對應(yīng)的故障值，輸出字形碼給8279顯示相應(yīng)的故障，直到八路故障顯示完后，在重新開始檢測。設(shè)置故障標(biāo)志位CY：CY=0，有故障；CY=1，無故障。 故障中斷服務(wù)程序程序 顯示子程序及鍵盤服務(wù)程序流程圖 顯示子程序 系統(tǒng)中通過鍵盤設(shè)置運(yùn)行（RUN），停止（STOP），電動(dòng)（JOG），復(fù)位（RST）等功能。鍵盤的使用方法及有關(guān)設(shè)計(jì)說明：(1)鍵盤完成的功能為：系統(tǒng)啟動(dòng)，當(dāng)按下啟動(dòng)鍵后，單片機(jī)才能執(zhí)行指令，程序運(yùn)行。(2)系統(tǒng)的復(fù)位，通過手動(dòng)執(zhí)行中斷，程序運(yùn)行結(jié)束，停止運(yùn)行常用做故障檢測停機(jī)使用。(3)能方便地對兩個(gè)模擬調(diào)節(jié)參數(shù)修改或顯示(4)頻率顯示鍵 當(dāng)按鍵04H鍵為0N時(shí)，顯示器兩位輸出頻率，低兩位顯示給定頻率. 當(dāng)按鍵04H鍵為0FF時(shí)，顯示器高兩位表示正反轉(zhuǎn)，顯示頻率表示輸出頻率.(5)系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，按下復(fù)位鍵后，整個(gè)系統(tǒng)停止工作. 控制電路控制部分是以MCS51系列8位單片機(jī)的典型產(chǎn)品8051為核心, 配以輸入輸出控制接口和相應(yīng)的外圍電路組成。單片機(jī)完成信息的讀取、運(yùn)算、傳送和控制功能。把INT0()做為外部中斷源的請求信號, 用于計(jì)數(shù)器的復(fù)位。, 輸出信號經(jīng)驅(qū)動(dòng)器電路放大,用于控制逆變電路中可控硅晶閘管的通斷。從而控制電源頻率的大小。 最小脈沖問題分析由于硬件原因，任何微控制器都不能輸出寬度無限小的脈沖，這就使得理想SPWM脈沖序列中小于一定寬度的窄脈沖不能正常輸出，即最小脈沖問題。對于C8051單片機(jī)，它的PCA所能輸出的最小脈沖取決于其中斷服務(wù)程序執(zhí)行的時(shí)間，所以其最小脈沖問題不容忽視。解決該問題的具體方法有：（1）采用匯編語言編寫中斷服務(wù)子程序并且應(yīng)用最精簡省時(shí)的指令，減小最小脈沖的寬度；（2）在計(jì)算SPWM波脈沖寬度時(shí)，對寬度小于PCA所能輸出最小寬度的脈沖進(jìn)行修正，使它們的寬度為最小脈沖的寬度；（3）限制調(diào)制比M，使SPWM脈沖序列中不會含有過多的小脈沖?？偨Y(jié)本設(shè)計(jì)是基于C8051系列單片機(jī)控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì),主要介紹了變頻調(diào)速技術(shù)，脈寬調(diào)制技術(shù)、單片機(jī)程序設(shè)計(jì)等問題，這是一個(gè)非常實(shí)用的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。 頻調(diào)速技術(shù)作為高新技術(shù)、基礎(chǔ)技術(shù)、和節(jié)能技術(shù)，已經(jīng)滲透到經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的所有技術(shù)部門中。我國以后在變頻調(diào)速技術(shù)方面應(yīng)積極做的工作如下: (1) 應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)來改造傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)，節(jié)約能源及提高產(chǎn)品質(zhì)量，獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 (2) 大力發(fā)展變頻調(diào)速技術(shù)，必需把我國變頻調(diào)速技術(shù)提高到一個(gè)新水平，縮小與世界先進(jìn)水平的差距，提高自主開發(fā)能力，滿足國民經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)工程建設(shè)和市場的需求。 (3) 規(guī)范我國變頻調(diào)速技術(shù)方面的標(biāo)準(zhǔn)，提高產(chǎn)品可靠性工藝水平，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對大學(xué)四年學(xué)習(xí)的一個(gè)測試，它是教學(xué)計(jì)劃中學(xué)生必修的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)教學(xué)、科研、工程實(shí)踐結(jié)合的重要結(jié)合點(diǎn)。它的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能去分析和解決本專業(yè)范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問題，建立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序和方法。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，進(jìn)行工程知識和工程技能的綜合訓(xùn)練，使學(xué)生一走上工作崗位就具有較強(qiáng)的應(yīng)用生產(chǎn)現(xiàn)場正在使用和近期可能推廣使用的技術(shù)去解決工程實(shí)際問題的能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)對我們來說是一件相對龐大而瑣碎的工作,要綜合運(yùn)用各種學(xué)過和沒學(xué)過的東西。通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)習(xí)了很多新知識、新方法、新觀點(diǎn)，更是對我大學(xué)學(xué)習(xí)的一個(gè)很好的總結(jié)。在設(shè)計(jì)過程中，我進(jìn)一步加深了對電力電子的學(xué)習(xí)；煉了我的學(xué)習(xí)能力、分析問題與解決問題的能力，也鍛煉了我克服困難的勇氣和決心。這些都為我以后的工作奠定了良好的基石，因此我感到收獲很大。參考文獻(xiàn)[1] 李良仁. 變頻調(diào)速技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004[2] 王兆安，張明勛. 同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002[3] 顏世鋼. 電力電子技術(shù)問答[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007[4] 和 [M].北京：北京航天航空大學(xué)出版社，2005[5] [M].山東：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2005[6] 陳國呈. PWM的變頻調(diào)速及軟開關(guān)電力變換技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002，[7] 丁斗章. 變頻調(diào)速技術(shù)與系統(tǒng)應(yīng)用[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002[8] 李錫雄,陳婉兒. 脈寬調(diào)制技術(shù)[M]. 武漢：華中理工大學(xué)出版社，1996[9] 王兆安. 電力電子技術(shù)[M]. 4版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002，145166[10] 吳守箴等著. 電氣傳動(dòng)的脈寬調(diào)制控制技術(shù)[M]. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，2004[11] 吳守箴臧英杰等著. 電氣傳動(dòng)的脈寬調(diào)制控制技術(shù)[J]. 機(jī)械工業(yè)出版社，2004[12] 張毅剛. 單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]. 高等教育出版社，2004[13] 電力電子單片機(jī)控制技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007[14] Idris ，Yatim .. Direct torque control of induction machines with constant switching frequency and reduced torque ripple[J]. IEEE Transactions on Industrial Elec tronics, 2004[15] Faiz J., MohseniZonoozi, Hossein novel technique for estimation and control of stator flux of a salientpole PMSM in DTC method based on Transactions[J] on IE,