【正文】 對(duì)應(yīng)的有S15. 0～，它與Q表示法的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表51所示。以16位數(shù)為例，Q表示法用Q0、Q1, ...Qi、...Q15分別表示小數(shù)點(diǎn)在DO位之后、D1位之后...Di位之后...D15位之后注(注意:D15位是符號(hào)位)?；c(diǎn)的位置由需要表示的最大數(shù)來(lái)決定，稱為定點(diǎn)數(shù)的定標(biāo)。利用這種記法來(lái)區(qū)分定點(diǎn)表示與浮點(diǎn)表示尾數(shù)E指數(shù)。指數(shù)有時(shí)稱為比例因子。這表示程序員必須自己跟蹤基點(diǎn)的位置。 當(dāng)程序利用定點(diǎn)數(shù)來(lái)執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算(加，減，乘或除)時(shí)，它實(shí)際上是操作整數(shù)。乘法和特殊除法甚至更糟。所幸的是，ANSIC編譯器允許使用浮點(diǎn)數(shù)學(xué)，但這是有代價(jià)的；浮點(diǎn)數(shù)庫(kù)函數(shù)需要額外的ROM和RAM，但更為重要的是，它們需要比處理整數(shù)花消更多的時(shí)間。為了以較小的代價(jià)獲得高質(zhì)量的軟件，測(cè)試從一開(kāi)始就進(jìn)行(Test From Beginning)，使得錯(cuò)誤能盡可能早地發(fā)現(xiàn)并將之修正，減少錯(cuò)誤延續(xù)到后續(xù)設(shè)計(jì)步驟中的可能性。在不同的時(shí)期發(fā)現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤，修正這個(gè)錯(cuò)誤所要花費(fèi)的代價(jià)是很不一樣的。軟件設(shè)計(jì)思想的文檔比程序清單更有價(jià)值。對(duì)于順序連接的模塊，前一模塊的輸出應(yīng)盡可能地直接作為下一個(gè)模塊的輸入，避免再進(jìn)行額外的格式轉(zhuǎn)換，正如流水線上的各道工序的嵌接，這樣才有高效率與可靠性。（4)作用域原則每個(gè)變量，標(biāo)志字都有其作用域，或者說(shuō)存在周期，在其作用域外訪問(wèn)某一變量，標(biāo)志被認(rèn)為是非法的。perpage原則也保證了讀程序時(shí)不必前后翻頁(yè)。（1)獨(dú)立性原則對(duì)問(wèn)題，任務(wù)進(jìn)行分解時(shí)，應(yīng)使各子任務(wù)之間最大地?zé)o關(guān)，而同在一個(gè)子任務(wù)的內(nèi)容則強(qiáng)相關(guān)。 為了提高軟件開(kāi)發(fā)效率及軟件質(zhì)量:可靠性、可測(cè)試性及可維護(hù)性，最有效的辦法就是養(yǎng)成結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)風(fēng)格(Structured Programming)，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)出來(lái)的子程序不但其本身具有模塊特性，單入口，單出口，而且其內(nèi)部也是由若干子模塊組成。但在偏重于硬件的控制領(lǐng)域開(kāi)發(fā)、研究中，人們往往還沒(méi)有軟件工程，軟件管理的概念，導(dǎo)致了一系列的問(wèn)題。在軟件上也采取了相應(yīng)的措施，以保證軟件達(dá)到近乎100%正確率，即使在極端情況下發(fā)生錯(cuò)誤，也應(yīng)盡可能地限制故障的范圍，避免導(dǎo)致嚴(yán)重的結(jié)果。 對(duì)關(guān)鍵性的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的可靠性出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。第六章 軟件設(shè)計(jì) 微機(jī)控制系統(tǒng)的絕大部分功能都是由軟件實(shí)現(xiàn)的，因此軟件的可靠性直接影響了系統(tǒng)的可靠性。5)計(jì)算比較寄存器CMPRl和CMPR2(或CMPR4和CMPRS)的值。3)計(jì)算N，根據(jù)N、基本矢量和旋轉(zhuǎn)方向。N123456扇區(qū)值261435同時(shí)，可以證明，只要輸出電壓滿足下面條件，即,(為SVPWM逆變器可輸出的最大電壓)，則N不可能為0或7。 設(shè)當(dāng)時(shí)，否則，；當(dāng)時(shí)，否則，；當(dāng)時(shí)，否則。因此，由、三個(gè)變量與0的關(guān)系可以求 得電壓矢量所在地的扇區(qū)值。(注:表中，電壓矢量在每個(gè)扇區(qū)的旋轉(zhuǎn)方向始終為正方向) 扇區(qū)占空比U0、U60U60、U120U1U180U180、U240U2U300U300、U 360t1Uref2Uref3Uref1Uref2Uref3Uref1t2Uref1Uref2Uref3Uref1Uref2Uref3 ，在確定占空比前，必須先知道輸出電壓矢量所在的扇區(qū)。在一個(gè)PWM周期內(nèi)的作用時(shí)間必須滿足下面條件：設(shè)某時(shí)給定電壓處于由和組成的扇區(qū)內(nèi)，則可已由和按平行四邊形法則合成，又由于根據(jù)實(shí)部、虛部分別相等的原則，可以得到以下等式因?yàn)?，代入上式求解得其中，就就是所求的占空比，和分別是給定電壓在和軸上的分量(和，都是標(biāo)么值)。下面就在TMS320F2812中實(shí)現(xiàn)硬件開(kāi)關(guān)方案做詳細(xì)討論。在一個(gè)載波周期內(nèi)總有一個(gè)橋臂上的開(kāi)關(guān)器件不需換流(PWM1觸發(fā)脈沖控制的開(kāi)關(guān)器件不用換流)，此時(shí)，開(kāi)關(guān)器件的平均開(kāi)關(guān)頻率較低，開(kāi)關(guān)損耗校，但是，輸出電壓的諧波含量增大。a 軟件實(shí)現(xiàn)方案b 硬件實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)方案（扇區(qū)1），除了PWM輸出占空比為。根據(jù)基本電壓矢量，和的不同組合順序，TMS320F2812芯片的事件管理器為SVPWM的實(shí)現(xiàn)提供了兩種開(kāi)關(guān)方案，一種時(shí)由軟件決定開(kāi)關(guān)觸發(fā)順序，然后通過(guò)比較單元生成PWM波形，這種方案可以表示為: ， ，； 另一種則是通過(guò)TMS320F218內(nèi)部的SVPWM模塊生成PWM波形，可以表示為：。規(guī)定每個(gè)橋臂上開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)為“1，下開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)為“0，則每個(gè)橋臂有“0”和“1”兩種工作狀態(tài)，三組橋臂共有種不同的開(kāi)關(guān)組合，如圖所示:SVPWM技術(shù)就是用基本的空間矢量逼近給定所需參考電壓矢量。根據(jù)瞬時(shí)無(wú)功功率理論，可以得到: 也就是說(shuō)，在坐標(biāo)系下，輸入電流矢量和電壓矢量同相位，那么轉(zhuǎn)化到ABC坐標(biāo)系下，三相輸入電壓也就分別和三相輸入電流同相位，功率因數(shù)為1。而在實(shí)際控制中，當(dāng)電壓環(huán)采樣頻率遠(yuǎn)高于電網(wǎng)電壓頻率時(shí)，和；的誤差對(duì)調(diào)節(jié)器的影響很小，因此可以不考慮這兩項(xiàng)。變換矩陣和為:= （）則在坐標(biāo)系下，系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型為: （）2) 坐標(biāo)系下系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型從a坐標(biāo)系變換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的變換矩陣為:= （）從坐標(biāo)系變換到坐a坐標(biāo)系下的變換矩陣為:= ()由此可推導(dǎo)出旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)模型為: （）:從上式看出，此時(shí)仍然存在耦合，采用交流調(diào)速系統(tǒng)中的電壓前饋控制思想來(lái)實(shí)現(xiàn)三相電壓型PWM整流器的電流解耦控制，取新的變量，并且有 （）: （）式( )通過(guò)在電流調(diào)節(jié)器的輸出加了一級(jí)前饋補(bǔ)償環(huán)節(jié)，就可以將單獨(dú)控制，實(shí)現(xiàn)完全意義上的解耦。 全數(shù)字控制系統(tǒng)框圖1） a 坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)模型 采用數(shù)學(xué)意義上的空間坐標(biāo)系變換概念，ABC坐標(biāo)系下的三相系統(tǒng)可以變換成a兩相坐標(biāo)系中。，SVPWM控制具有較低的開(kāi)關(guān)頻率，且平均降低約30，有效地降低了功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)損耗。 DIPIPM緩沖電路框圖第五章 基于DSP的空間電壓矢量脈寬調(diào)制的實(shí)現(xiàn)空間電壓矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)是從三相交流電動(dòng)機(jī)的角度出發(fā)，三相交流電動(dòng)機(jī)矢量控制的思路是:用坐標(biāo)變換將三相靜止坐標(biāo)系變?yōu)閮上嘈D(zhuǎn)坐標(biāo)系來(lái)進(jìn)行解禍，以速度調(diào)節(jié)為外環(huán)，電流調(diào)節(jié)為內(nèi)環(huán)，通過(guò)控制電流來(lái)調(diào)節(jié)速度；而三相PWM整流器是通過(guò)控制電流來(lái)調(diào)節(jié)電壓，因而可以采用電機(jī)矢量控制的思路，形成電壓空間矢量PWM技術(shù)。為了最大程度上濾除浪涌電壓，緩沖電容一般安裝在圖中②位置上，但是緩沖電容的充放電電流(配線自感和緩沖電容的諧振電流)會(huì)在旁路電阻上流動(dòng)，當(dāng)配線自感很大時(shí)，有可能產(chǎn)生由充放電電流過(guò)大而引起短路保護(hù)的誤動(dòng)作現(xiàn)象。在上下臂信號(hào)輸入端， (最小值)的下拉電阻。PWM信號(hào)隔離光禍采用東芝公司的高速光禍TLP559，該光耦速度可達(dá)1 MB/S，可滿足設(shè)計(jì)的要求。，PWM信號(hào)通過(guò)光耦進(jìn)入IPM 。(5)輸入接口電路采用高電平驅(qū)動(dòng)邏輯，消除了舊產(chǎn)品低電平驅(qū)動(dòng)方式對(duì)電源投入和切斷時(shí)的時(shí)序要求，增強(qiáng)了模塊自保護(hù)能力。(需要自舉電容，二極管等)(3)內(nèi)置IGBT驅(qū)動(dòng)電路，過(guò)載保護(hù)，控制電源欠壓保護(hù)功能。 從經(jīng)濟(jì)性、可靠性以及整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單性考慮，本設(shè)計(jì)選用富士公司的智能功率模塊6MBP75RA120，其額定為75A/1200V，電源容量為20kW/220VAc，具有以下特點(diǎn):(1)三相AC變頻輸出電路搭載富士第S代平面型IGBT，實(shí)現(xiàn)更低損耗。即使發(fā)生負(fù)載事故或使用不當(dāng)，也可以保證IPM自身不受損壞。 交流側(cè)電壓電流相位頻率測(cè)量電路功率模塊IPM不僅把功率開(kāi)關(guān)器件和驅(qū)動(dòng)電路集成在一起，而且也集成了過(guò)電壓，過(guò)電流和過(guò)熱等故障檢測(cè)電路，如果IPM中有一種保護(hù)電路動(dòng)作，IGBT柵驅(qū)動(dòng)單元就會(huì)關(guān)斷并輸出一個(gè)故障信號(hào)FO，并將檢測(cè)信號(hào)送到CPU。采樣電路如圖410所示。 AC電源電壓采樣電路本文選擇15V電源供電，被測(cè)AC電源電壓為220V，則對(duì)應(yīng)的副邊輸出電流值為:Is=(110/200)25mA= mA。原邊額定電壓UPN為200V,測(cè)量范圍VP為:0 ～；副邊額定電流為25mA，轉(zhuǎn)換比KN為200V/25mA；總體精度是(TA=250C) ,響應(yīng)時(shí)間15 u s ( 90% of Vpmax)。 LV25200是LEM生產(chǎn)的內(nèi)置原邊電阻的閉環(huán)電壓傳感器。如果MAX4351(IC4A)輸入端為高電平則反向后輸出端就是低電平，Tas1端開(kāi)路，相當(dāng)于低電平，反之，輸入低電平，則Tasl產(chǎn)生高電平。結(jié)果經(jīng)兩次濾波后，不但濾去了諧波，波形接近正弦，而且沒(méi)有相位移。MAX4351(IC3B)及其外圍阻容網(wǎng)絡(luò)組成二階高通濾波器。運(yùn)放MAX4351(IC3A)及外圍阻容網(wǎng)絡(luò)組成二階低通濾波器。序號(hào)原邊額定電流副邊輸出電壓原邊線圈電阻原邊線圈電感123 交流輸入電壓信號(hào)作為同步信號(hào)，由于從電網(wǎng)輸入的電壓信號(hào)往往不是純正弦波，為此，必須對(duì)其進(jìn)行濾波才能準(zhǔn)確檢測(cè)電網(wǎng)輸入電壓的相位。由于交流電流中含有高次諧波，為了得到精度高和干擾小的采樣信號(hào)，需經(jīng)調(diào)理后再送入DSP。輸出電壓與輸入電流的關(guān)系為:；則:。)，響應(yīng)時(shí)間小于400ns ( 90% vonIPN) ,且對(duì)不同的連接方法可選擇三種不同的原邊額定電流，對(duì)應(yīng)三種副邊輸出電壓。單電源+2. 5V供電，直接將被測(cè)雙極性信號(hào)轉(zhuǎn)換成單極性信號(hào)，無(wú)需另加電平轉(zhuǎn)換電路，這使得采樣電路簡(jiǎn)單且干擾小。由于上述方法在雙極性信號(hào)轉(zhuǎn)換成單極性信號(hào)的過(guò)程中給測(cè)量帶來(lái)一定的誤差和干擾會(huì)影響被測(cè)信號(hào)的精度，且電路和信號(hào)關(guān)系轉(zhuǎn)換復(fù)雜，不宜采用。運(yùn)放U9構(gòu)成電平極性轉(zhuǎn)換級(jí)，把雙極性信號(hào)按比例轉(zhuǎn)換成單極性信號(hào)。電壓采樣信號(hào)調(diào)理電路如圖411所示。 由于直流輸出的電壓含有一定的高次諧波，通過(guò)TLV2374及其外圍電路組成的低通濾波器對(duì)直流輸出電壓進(jìn)行濾波。則原邊電阻: ，在電壓供電時(shí)，輸出端測(cè)量電阻的產(chǎn)品給定參考值為:當(dāng)傳感器原邊額定電流為時(shí)，取值范圍為(200700 )，當(dāng)傳感器原邊額定電流為士28mA (max)時(shí)，取值范圍為(200380 )。被測(cè)直流電壓為700V，由于LV28P沒(méi)有內(nèi)置原邊電阻，須配置其原邊電阻。其原邊額定有效值= 2OmA，副邊額定有效值=50mA，測(cè)量范圍為(O士28mA)，測(cè)量最大電壓1400V，轉(zhuǎn)換率KN=2500:1000。直流輸出電壓檢測(cè)與調(diào)理單元是直流側(cè)電壓控制閉環(huán)的前端傳感器，其目的是測(cè)量直流側(cè)電容電壓，由于電容含有一定的紋波，故需引入濾波環(huán)節(jié)。它的優(yōu)點(diǎn)是能傳輸交流和直流,工作電流小,只能用于小電流范圍。在鼠標(biāo)中就有這樣的器件。如果用光耦隔離開(kāi)，好處不言自明。光耦的主要作用就是起隔離作用，由于隔離也就具有保護(hù)功能。 主控電路是以DSP為核心的數(shù)字電路，必須對(duì)它的輸入量進(jìn)行隔離，以防止干擾影響微處理器的正常工作或由于電位差而損壞。TPS382333芯片中的MR引腳為手動(dòng)復(fù)位輸入，低電平有效，芯片內(nèi)部具有上拉電阻。F2812上有3類典型電源引腳:（1) CPU內(nèi)核電源引腳()；（2) I/0電源引腳(1. 8V) ；（3)模擬電路電源引腳() ；本設(shè)計(jì)選擇電源芯片為TI公司的TPS767D318， ，其輸入電壓為5V，輸出電流為lA/lA系統(tǒng)復(fù)位電路電源監(jiān)控與復(fù)位電路:電源監(jiān)控與復(fù)位電路對(duì)于微處理器來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，在設(shè)計(jì)中采用了TI公司的集成微處理器監(jiān)控芯片TPS382333,具有上電復(fù)位、手動(dòng)復(fù)位、電源監(jiān)控等功能。輸入時(shí)，SCLK的上升沿?cái)?shù)據(jù)有效。DS1305標(biāo)準(zhǔn)三線模式的讀寫(xiě)操作過(guò)程，每個(gè)字節(jié)需要16個(gè)SCLK時(shí)鐘。 狀態(tài)寄存器(讀l OH)只有兩位IRQFO, INQFl，置位時(shí)分別表示中斷時(shí)間匹配。INTCN:中斷控制位，控制兩個(gè)中斷之間的聯(lián)系，置位后兩個(gè)中斷引腳INTO, INT1分別響應(yīng)各自的中斷(需中斷使能)，清零后，中斷1,2報(bào)警時(shí)間匹配都只能引發(fā)INTO輸入低電平，INTl無(wú)效。以下為控制寄存器(OF讀，8F寫(xiě)): 76543 21EOSCWP00INTCNAIE1AIE0EOSC:設(shè)置為0使振蕩器開(kāi)始工作，設(shè)置為1, DS1305處于低功耗閑置狀態(tài)。除實(shí)時(shí)時(shí)鐘、日歷寄存器和通用寄存器之外，還有作一般數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用的96字節(jié)的NVRAM。如實(shí)時(shí)時(shí)鐘有誤差，可以在振蕩器兩端并接1uF電容進(jìn)行調(diào)整。INTO、INTl提供兩個(gè)可編程的中斷報(bào)警信號(hào)，可通過(guò)串行總線訪問(wèn)和設(shè)定秒、分、時(shí)、星期的報(bào)警時(shí)間。SERMODE接地，串口訪問(wèn)模式設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)3線模式:SD1(串口數(shù)據(jù)輸入)與SDO(串口數(shù)據(jù)輸出)連接在一起作為單一的I/O引腳，它與CE、SCLK組成3線模式。DS1305用二一十進(jìn)制(BCD)碼表示實(shí)時(shí)時(shí)鐘的秒、分、小時(shí)、星期、日、月和年的時(shí)間信息，并且自動(dòng)對(duì)小月(少于31