【正文】 4）在ST端給出一個至少有100ns寬的正脈沖信號。 （5）是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC信號來判斷。 （6）當EOC變?yōu)楦唠娖綍r，這時設(shè)定OE為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機了。 2. ADC0809芯片的應用如圖4—9所示，為單片機與ADC0809芯片接口電路圖，由于ADC0809片內(nèi)無時鐘，可利用單片機的地址鎖存允許信號ALE經(jīng)D觸發(fā)器二分頻后獲得，ALE腳的頻率為單片機時鐘頻率的1/6。如果單片機時鐘頻率采用6MHz，則ALE腳的輸出頻率為1MHz ，二分頻后為500KHz夠滿足ADC0809對時鐘頻率的要求。ADC0809的8位數(shù)據(jù)輸出具有輸出三態(tài)鎖存器功能，可直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連。圖4—9 AT89C51與ADC0809接口電路連接 存儲器EPROM2764和EEPROM2864的擴展技術(shù)EPROM2764和EEPROM2864是存儲器擴展芯片，其中EPROM2764為紫外線擦除存儲器，在本設(shè)計中可用來作為外部程序存儲器。EEPROM2864為電可擦除存儲器，用來存儲變頻器的參數(shù)和故障代碼。EPROM2764和EEPROM2864芯片引腳圖及說明見圖4—10表4。圖4—10 2764和2864芯片引腳圖引腳功能引腳功能A0A15地址輸入線Vcc主電源輸入線，一般為+5VO0O7三態(tài)數(shù)據(jù)總線，讀或編程校驗時為數(shù)據(jù)輸出線，編程時為輸入線Vpp編程電源輸入線，其值因芯片型號和制造商不同而變化片選信號輸入線，低電平有效讀選通信號輸入線，低電平有效編程脈沖輸入線GND接地表4 2764芯片主要引腳功能介紹2864芯片也是28腳封裝，各管腳功能如下：I/O0I/O7:雙向數(shù)據(jù)線 :輸入，寫允許線，低電平有效。在和為低電平時，把8位并行數(shù)據(jù)通過I/O0I/O7寫入2864的緩沖器中。其他引腳的功能與2764的引腳功能相同。擴展單片EPROM2764的接線框圖圖圖4—11示：圖4—11 擴展單片EPROM擴展單片EEROM2864的接線圖與擴展單片2764的接線圖基本相同。 以速度為控制對象的變頻器調(diào)速電動機傳動的生產(chǎn)機械的控制對象中，有速度、位置、張力、流量、溫度、壓力等。對于每一個控制對象，其產(chǎn)生的機械特性和性能要求是不同的，因此在設(shè)計變頻器時需考慮這些，做成專用的變頻器。日常生活中應用最廣的是一種通用型變頻器，它能與普通的籠型異步電動機配套使用，能適應各種不同性質(zhì)的負載，并且具有不同功能模塊的選擇。這種變頻器大多用U/f控制方式。如果籠型電動機的電壓、頻率一定，因負載變化引起的轉(zhuǎn)速變化時非常小的。額定轉(zhuǎn)矩下的轉(zhuǎn)差率決定于電動機的轉(zhuǎn)矩特性，轉(zhuǎn)差率大約為1%—5%。對于二次方轉(zhuǎn)矩負載（如風機、泵），并不要求快速響應，常用開環(huán)控制，如圖4—12所示。輸入某一值的給定信號（頻率），變頻器就以在加減速時間給定的回路中所確定的時間特性控制U/f模式，向電動機輸出電壓和頻率。電動機的轉(zhuǎn)矩特性根據(jù)電壓和頻率而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，與負載相一致，在轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)。影響此時轉(zhuǎn)速精度的因素有：①負載轉(zhuǎn)矩變化；②輸出頻率精度；③電源電壓變動等。由于負載轉(zhuǎn)矩變化使電動機轉(zhuǎn)速改變，電動機的轉(zhuǎn)差率也就發(fā)生變化。為了對此進行補償，可以檢出電動機電流，在頻率、電壓控制電路進行修正。圖4—12 開環(huán)控制系統(tǒng)。為補償電動機轉(zhuǎn)速的變化，將可以檢出的物理量作為電氣信號負反饋到變頻器的控制電路，這種控制方式為閉環(huán)控制。常用語造紙機、風機泵類機械、機床等要求速度精度高的場合，需要裝設(shè)傳感器，以便用電量檢測出電動機速度。常用的速度傳感器有DCPG、ACPG、PLG。也有用光電編碼器等器件的。圖4—13為閉環(huán)控制框圖。圖4—13 PLG速度閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖5 變頻器系統(tǒng)軟件框架的構(gòu)建 主程序流程圖圖5—1 主程序流程圖如圖51所示，主程序主要負責各個模塊的運行調(diào)度：首先系統(tǒng)運行前，先對系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)、部件進行初始化；其次，當某模塊需要運行的時間到時，就調(diào)用相關(guān)模塊運行?？傮w來說，可以認為本系統(tǒng)采用分時輪轉(zhuǎn)的系統(tǒng)運作模式。系統(tǒng)主要包括的模塊（任務）有：鍵盤掃描處理模塊、顯示模塊、運行參數(shù)調(diào)整模塊、采樣和故障檢測模塊等。 單片機與SLE4520相結(jié)合形成SPWM脈沖1. 硬件連接電路(1)將SLE4520的腳1接+5V,腳15接地，腳2與腳3間接12MHz晶振。CLK OUT(腳28)接到AT89C51的XTAL2,使單片機的時鐘與SLE4520的時鐘保持同步。將SLE4520的RES(腳23)與單片機的給電復位電路的輸出相連,保證開機時以相同的狀態(tài)開始工作。(2)單片機的P0口和SLE4520的P0～P7相連,為數(shù)據(jù)總線。SLE4520的六路輸出口(腳117,腳114,腳112)接到驅(qū)動模塊的輸入端(接光耦發(fā)光二極管的陰極),以輸出SPWM脈沖。(3),由單片機控制SLE4520內(nèi)部的三個可預置的計數(shù)器同時啟動。(4)SLE4520的SET STATUS接至外部故障電路的輸出端,一旦故障電路中任一故障出現(xiàn)時,通過該端將對SLE4520的六路輸出進行封鎖。 (5)將SLE4520的STATUS(腳20)與單片機INT0相連,當保護電路中有任一故障出現(xiàn),SLE4520被封鎖時,將進入單片機INT0中斷服務程序,進行軟件封鎖和故障顯示及報警。 (6)給定頻率有電位器RP設(shè)定,經(jīng)積分電路和ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器讀入AT89C51中。 (7)采用定時器T0定時開關(guān)頻率的周期T。2. 控制算法及軟件技術(shù)SLE4520把微機送來的三路8位數(shù)字量轉(zhuǎn)換成三路脈寬調(diào)制信號輸出。以此三路脈寬調(diào)制信號驅(qū)動三相逆變器,能否形成三相對稱的SPWM電壓波,完全取決于微機生成PWM波的模式或控制算法。原則上,各種SPWM控制算法都可以使用。本設(shè)計中,采用一種基于雙極性調(diào)制等面積法的控制算法。用這種雙極性調(diào)制等面積法生成SPWM波,這種方法概要如下: (1) 將一個正弦周期等分成若干區(qū)段。區(qū)段數(shù)S一定要是6的倍數(shù)。這是因為三相對稱正弦波,各相間相位差120176。,每隔60176。有一相過零。要從一相的正弦波數(shù)據(jù)方便地獲得其他兩相正弦波數(shù)據(jù),只有把一個周期分成6的倍數(shù)份才有可能。因此至少需要6個區(qū)段。S越大,輸出的電流波形越接近正弦波。為了有較好的正弦波形,常常需要有更多的區(qū)段。(2) 每一區(qū)段用若干個等寬脈沖等效,由此確定脈沖寬度tw。每一區(qū)段的面積可用若干個(例如N個)寬度為tw的脈沖的面積之和與之等效。這在低正弦頻率和高開關(guān)頻率時很重要。因為這樣既可以提高開關(guān)頻率,改善波形,又可以減少計算新脈沖寬度的數(shù)量,節(jié)省計算機計算時間。設(shè)某一區(qū)段為(ωt1ωt2),如圖5—2所示,其正弦波面積為:圖5—2 等面積法調(diào)制PWM波 （5—1）先以高度為H，底為的矩形與A等效，則 （5—2） 由于 = 所以 （5—3） 再以N個寬度為、高度為Ud、周期為T的等寬脈沖的面積與面積等效，亦即與該段正弦波面積等效。采用雙極性調(diào)制，所以與H有線性關(guān)系，并且時，H=0；時，H=Ud；時，H=Ud。于是得到： （5—4）將式（5—3）代入式（5—4），得脈沖寬度的計算式為： （5—5）式中，；；稱為調(diào)制系數(shù)；為逆變器輸入直流電壓值；為正弦波幅值。輸出頻率、區(qū)段數(shù)和每個區(qū)段的脈沖數(shù)及脈沖周期(單位：us)之間有如下關(guān)系： (5—6)輸出頻率的變化范圍可以這樣來確定，例如，開關(guān)頻率取8Kz，則脈沖周期T=125us，如S最大取240，N最大取255，則可得逆變器輸出最低頻率Fmin=，若S最小取6，N最小取1，則可得逆變器輸出最高頻率Fmax=。如果變頻器輸出頻率為1—400Hz，逆變器最高開關(guān)頻率為10KHz，在選擇N、S、T時要將3個參數(shù)結(jié)合起來考慮。在不同的頻段，選擇某一固定的S和N，通過改變T來改變輸出頻率，各頻段S和N的選擇見表5輸出頻率F/Hz SN輸出頻率F/HzSN1—22402228—426042—2401242—70483—6240770—1113036—112404111—16712511—171205167—27812317—28606278—400122表5 各頻率段S和N的選擇脈沖周期T由AT89C51內(nèi)部定時器T0定時。當由ADC0809讀入某一給定頻率f時,按表5可確定該頻率所在區(qū)段的S和N值,由式(5—6)可求得相應的脈沖周期T單片機采用12MHz晶振。因此,脈沖周期T即為定時器T0的定時計數(shù)脈沖數(shù)。由于采用8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器讀取頻率,因此,1～400Hz的頻率可分為256檔(00H～FFH),相應地也可求得256個T值,將其作成表格,存入EPROM中,以備查用。單片機定時器T0為加法計數(shù)器。當設(shè)定為方式2,即8位自動裝載方式時,定時T的定時初值為。脈沖寬度由SLE4520中的8位減法計數(shù)器來定時。SLE4520采用12MHz晶振,設(shè)定計數(shù)器分頻比例為1∶12,則計數(shù)頻率為1MHz,即每1計數(shù)器減1。因此,脈沖寬度Tw即為SLE4520計數(shù)器的定時初值。根據(jù)負載要求給定的U—f曲線,由某一給定頻率f可求得相應得U值,并按表5確定S值,再由式k=MS/2π求得唯一確定的k值這樣,f由00H～FFH變化時,相應地也可求得256個k值,將其作成表格,存入EPROM中,以備查用函數(shù)值完全由S值來確定。某一頻率有S個區(qū)段,就有S個相應的函數(shù)值,可將S個函數(shù)值作一表格存入EPROM中每一頻率段有相應的S值,本設(shè)計中,在頻率的變化范圍內(nèi),有六個不同的S取值,因此可作得六張函數(shù)表,存入EPROM中,以備查用。死區(qū)時間是把脈寬調(diào)制信號與一個延遲信號相結(jié)合而獲得的。具體地講,由于SLE4520每一路輸出都是低電平有效,所以死區(qū)時間的形成是通過延遲脈沖負沿到來的時刻獲得的,而這個延遲又是通過一個15位位移寄存器來設(shè)定的。位移寄存器的時鐘,即延遲時間的頻率是由在可編程分頻器的分頻控制器中設(shè)置的數(shù)值來決定的。延遲時鐘分頻比率有兩種,或1:4,或1:6。由此可見,死區(qū)時間決定于3個因素,即晶振頻率、可編程控制器的設(shè)置數(shù)值以及位移寄存器的設(shè)置數(shù)值。如果我們選用12MHz的晶振頻率,死區(qū)位移寄存器中的數(shù)值設(shè)置為3,當延遲時鐘分頻比為1:4時,延遲時鐘分頻比為1:6時,；如死區(qū)位移寄存器中的數(shù)值設(shè)置為6,當延遲時鐘分頻比為1:4時,延遲時鐘分頻比為1:6時,。圖5—3 SPWM脈沖生成軟件流程圖 8279通用鍵盤和顯示電路軟件設(shè)計8279的編程可分為初始化、向顯示RAM中寫入數(shù)據(jù)和讀鍵盤數(shù)據(jù)三部分。在實際應用中，通常初始化編程在主程序中完成；顯示部分一般作為子程序；而鍵盤讀入部分作為中斷服務程序編寫。在此主要介紹8279的初始化編程。初始化編程是向8279寫入工作方式命令字，確定其工作方式及相關(guān)操作功能。1. 8279的命令及格式8279共有8條命令，均為8位，各命令的格式及功能分述如下： （1）鍵盤/顯示器方式設(shè)置命令此命令用于設(shè)置鍵盤與顯示器的工作方式，其各位定義為：D7 D6 D5=000 為此命令的特征位或稱命令碼。D4 D3 用來設(shè)定顯示方式0 0 8個LED顯示器，從左端輸入0 1 16個LED顯示器，從左端輸入1 0 8個LED顯示器，從右端輸入1 1 16個LED顯示器，從右端輸入D2 D1 D0 用來設(shè)定鍵盤、傳感器矩陣、顯示器操作方式0 0 0 編碼掃描鍵盤，雙鍵鎖定0 0 1 譯碼掃描鍵盤，雙鍵鎖定0 1 0 編碼掃描鍵盤，N鍵依次讀出0 1 1 譯碼掃描鍵盤，N鍵依次讀出1 0 0 編碼掃描傳感器矩陣1 0 1 譯碼掃描傳感器矩陣1 1 0 選通輸入，編碼顯示掃描1 1 1 選通輸入，譯碼顯示掃描譯碼方式即為內(nèi)部譯碼方式；編碼方式即為外部譯碼方式。（2）程序時鐘命令此命令用來設(shè)置分頻系數(shù)，其定義為： D7 D6 D5=001 為此命令的命令碼。D4～D0=2～31 此5位用來設(shè)定對外部輸入時鐘CLK進行分頻值，用以產(chǎn)生100kHz的頻率信號作為8279的內(nèi)部時鐘，其值可取2～31。例如：假定CLK為2MHz，為取得100kHz的內(nèi)部時鐘信號，則分頻系數(shù)=2MHz/100kHz=20，應使D4D3D2D1D0=10100B，即十進制數(shù)20D。（3）讀FIFO/傳感器RAM命令此命令用來設(shè)置讀FIFO/傳感器RAM，其定義為：D7 D6 D5=010 為此命令的命令碼。D4=1 設(shè)置FIFO/傳感器RAM地址讀后自動加1。D4=0 讀后地址保持不變。D3位沒有定義，可為任意。D2 D1 D0 在傳感器方式及選通輸入方式時該三位為FIFO RAM的地址。在鍵盤掃描方式時，每次讀取數(shù)據(jù)總是按先進先出的原則依次讀出的，D4位和此3位無關(guān)。（4）讀顯示RAM命令此命令用來設(shè)置讀顯示RAM，各