【正文】 ADC0809 的工作過程是 ： 首先輸入 3 位地址，并。所以寫到 R0~R2 中的數(shù)據(jù)如表 所示 ?？墒窃趯?shí)際程序設(shè)計(jì)中，我們知道調(diào)制頻率是可變的， 而 C 語言程序是支持 計(jì) 算式 的，所以 在程序設(shè)計(jì)中我們只需寫 相應(yīng)的 計(jì)算式即可 。 現(xiàn)假設(shè)需要 輸出波形為 100Hz， 振幅 80%。 最后得到初始化寄存器核心源程序代碼如下 ： void initc( ) { write_in(0xf8， 0xd0)； delay(1)； write_in(0xf9， 0x81)； delay(1)； write_in(0xfa， 0x28)； delay(1)； write_in(0xfc， 0)； } 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 30 （ 2） 控制寄存器程序設(shè)計(jì) 控制 參數(shù)主要是 設(shè)定初始輸出波形的 指調(diào)制頻率、調(diào)制頻率的幅值 ；還有電機(jī) 正反轉(zhuǎn)、禁止輸出等。 表 pdt 值表 PDT 值 111111 111110 000000 pdt 1 2 128 表 R0 寄存器 CR PDT6 PDT5 PDT4 PDT3 PDT2 PDT1 PDT0 無關(guān)項(xiàng) 脈沖取消時(shí)間 PDT6 為高位， PDT0 為低位 CR=1，可得寫入 R0 中的值為 ： 11010000，換成十六進(jìn)制為 ： D0H。 當(dāng) pdt=44 時(shí)，可得脈沖取消時(shí)間的設(shè)定值 PDT=1010000。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 29 表 R2 寄存器 X X PDY5 PDY4 PDY3 PDY2 PDY1 PDY0 無關(guān)項(xiàng) 脈沖 延時(shí)選擇字 PDY5 為高位， PDY0 為低位 R0 中存放的是脈沖取消時(shí)間對(duì)應(yīng)的設(shè)定值， 所謂脈沖取消是指當(dāng) SA828 產(chǎn)生的 SPWM 波形的脈寬小于所設(shè)定的最小脈寬和脈沖延時(shí)間的和時(shí)，該波形將會(huì)被取消 。 表 pdy 值表 PDY 值 111111 111110 000000 pdy 值 1 2 64 脈沖延時(shí)時(shí)間通過寄存器 R2 來設(shè)定， R2 中數(shù)據(jù)存放 格式 如 表 所示 。死區(qū)時(shí)間小，輸出波形要好一些，只是會(huì)降低可靠性，一般為 ? s 級(jí)。死區(qū)時(shí)間可有效地避免延遲效應(yīng)所造成的一個(gè)橋臂未完全關(guān)斷，而另一橋臂又處于導(dǎo)通狀態(tài)，避免直通炸 壞 模塊。 表 m 值表 FRS 值 110 101 100 011 010 001 000 m 值 64 32 16 8 4 2 1 當(dāng) m=16 時(shí) ， 對(duì)應(yīng)可查得調(diào)制頻率 最大值 的設(shè)定值為 100，即可知 R1 的高三位為 100， 中間無關(guān)項(xiàng)為 0 時(shí)， R1 的輸入值為 ： 10000001，用十六進(jìn)制表示為 81H。 電源頻率的最大值 在這里由三位 FRS 值設(shè)定，它的值由載波頻率和載波頻率系數(shù) m 確定。 表 n 值表 CFS 值 101 100 011 010 001 000 n 值 32 16 8 4 2 1 k 和 n 存在 以下 關(guān)系式 512CARR kf n? ? 其中 k 為 單片機(jī)的時(shí)鐘頻率 ，即 k=； 則 512 CARRkn f? ? 631 2 .2 8 8 1 0 25 1 2 1 0 .9 1 0n ????? 由上表可知 CFS=001，參照寄存器 R1 表格可得載波頻率選擇字為 001，即R1 的低三位為 001。初始化參數(shù)表如 表 所示 。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 27 表 暫存器地址表 AD2 AD1 AD0 寄存器 備注 0 0 1 R0 暫存器 R0 0 0 1 R1 暫存器 R1 0 1 0 R2 暫存器 R2 0 1 1 R3 控制寄存器 1 0 0 R4 初始化寄存器 （ 1） 初始化寄存器程序設(shè)計(jì) 初始化參數(shù)的設(shè)定包括載波頻率、調(diào)制頻率范圍、脈沖延時(shí)時(shí)間、脈沖取消時(shí)間等。 在設(shè)計(jì) SA828 工作 程序前 ，首先要確定一些系統(tǒng)參數(shù)，晶振用的是 z，調(diào)制頻率即電源頻率約為 488Hz，即輸出 SPWM 波的頻率最大約為 488Hz 左右 ；載波頻率 ，脈沖取消時(shí)間 pdt =輸出最小脈寬 + pdyt ， pdyt 為脈寬延時(shí)時(shí)間，設(shè)為 4? s，當(dāng)設(shè)最小脈寬為 4? s 時(shí)， pdt =8? s。因?yàn)槌跏蓟瘮?shù)據(jù)主要是設(shè)置 SPWM 波的載波頻率、脈沖取消時(shí)間、脈沖延時(shí)時(shí)間、死區(qū)時(shí)間等，這部分?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)節(jié) SPWM 波的輸出頻率時(shí)不允許改變的。 SA828 的寄存器程序設(shè)計(jì)流程如 圖 所示 。向 R3 送數(shù)的寫指令用于將數(shù)據(jù)從 R0、 R R2 傳送到控制寄存器，而向 R4 送數(shù)的寫指令則可將數(shù)據(jù)從 R0、 R R2 傳送到初始化寄存器。由于總線的數(shù)據(jù)寬度被限制在 8 位字長(zhǎng)，因此要把數(shù)據(jù)送到一個(gè) 24 位寄存器，應(yīng)分三次分別送到三個(gè)暫存寄存器 R0、 R R2 中。 由于沒有從 SA828 中讀取數(shù)據(jù)， RD 可不用，懸空。 SA828 程 序設(shè)計(jì) SA828 的程序設(shè)計(jì)首先要遵循它的工作時(shí)序，在 Intel 總線方式下其工作時(shí)序如圖 所示。 C 語言具有可移植性，并具備很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，因此適于編寫系統(tǒng)軟件，二 維， 三 維圖形和動(dòng)畫它是數(shù)值計(jì)算的高級(jí)語言 。 C 語言是目前世界上流行、使用最廣泛的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言。它支持匯編、 C 語言以及混合編程，同時(shí)具備功能強(qiáng)大的軟件仿真功能，在軟件模擬仿真方式下不需要任何單片機(jī)硬件即可完成用戶程序仿真調(diào)試，同時(shí)也提供多種硬件仿真功能 。 總體 程序設(shè)計(jì)流程如圖 所示 。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 24 圖 硬件實(shí)物圖 軟件設(shè)計(jì) 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)是緊密聯(lián)系在一起的，硬件的改變就會(huì)造成軟件的改變，硬件和軟件設(shè)計(jì)需要有良好的配合才能設(shè)計(jì)一個(gè)完善的系統(tǒng) ，軟件設(shè)計(jì)除了要依照設(shè)計(jì)語言的語法要求外還需與硬件電路相結(jié)合，同時(shí)還要考慮到硬件之 間的相互作用，即各個(gè)元件的時(shí)序關(guān)系 。 最后得出總的硬件電路原理圖（見附 錄 1），電路 PCB 板 （見附 錄 2），元器件清單（見附 錄 3）。當(dāng) LE 為低電平時(shí) ， Q 被鎖存在已建立的 數(shù)據(jù)電平。當(dāng) OE 為高電平時(shí)， Q0~Q7呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動(dòng)總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。 347813141718256912151619111D 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7Q 0Q 1Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7OELE74 HC 3732010VCCGND 圖 74HC373 引腳圖 74HC373 的輸出端 Q0~Q7 可直接與總線相連。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 23 圖 仿真 時(shí)鐘 波形圖 （ 3） I/O 擴(kuò)展 考慮到系統(tǒng)中 A/D 轉(zhuǎn)換的輸出與 SA828 的數(shù)據(jù)輸入共用 一個(gè)口（ P0 口），設(shè)計(jì)中采用 74HC373 來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)選通。 +VREF 和 VREF 為參考電壓輸入線，用于給電阻網(wǎng)絡(luò)供給標(biāo)準(zhǔn)電壓。 A/D 仿真的時(shí)鐘波形如圖 所示。 ENABLE 為 “ 輸出允許 ” 線，高電平時(shí)能使 D0~D7 引腳上輸出轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。 EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出線，高電平表示 AD 轉(zhuǎn)換已結(jié)束，數(shù)字量已鎖入 “ 三態(tài)輸出鎖存器 ” 。當(dāng) ALE 線為高電平時(shí)， ADDA、ADDB 和 ADDC 三條地址線上地址信號(hào)得以鎖存，經(jīng)譯碼器控制八路模擬開關(guān)通路工作 ，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，可直接將 ALE 腳和 START 腳直接相連， 這樣 ALE 和 START具有相同的工作時(shí)序，由 ADC0809 的工作時(shí)序圖我們 也 可以看出這兩根引腳的工作時(shí)序是大致一樣的 。 ② 地址輸入和控制線 ： 地址輸入和控制線共 4 條，其中 ADDA、 ADDB 和邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 22 ADDC 為地址輸入線，用于選擇 IN0~IN7 上哪一路模擬電壓送給比較器進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換 ，由于選用的是 IN7 腳，這樣通道地址選擇端 ADDA、 ADDB 和 ADDC 都接到高電平 。 其引腳圖如圖 所示。多路開關(guān)可選通 8 個(gè)模擬通道，允許 8 路模擬量分時(shí)輸入，共用 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。因此 ， 在實(shí)際應(yīng)用中 ， 如果轉(zhuǎn)換結(jié)束 ， 要讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果 ，只要在 OE 引腳上加一個(gè)正脈沖 ， ADC0809 就會(huì)將轉(zhuǎn)換結(jié)果送到數(shù)據(jù)總線上。 ADC0809 的數(shù)據(jù)輸出結(jié)構(gòu)是內(nèi)部有可控的三態(tài)緩沖器 ， 所以它的數(shù) 字量輸出信號(hào)線可以與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線直接相連。 A/D 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) 模 /數(shù)轉(zhuǎn)換是現(xiàn)代測(cè)控電路中非常重要的環(huán)節(jié)，它有 并行和串 行兩種數(shù)據(jù)輸出形式。 考慮到 LED 數(shù)碼管電流比較大，因此需要在數(shù)碼管的位選通口加驅(qū)動(dòng)電路，設(shè)計(jì)中采用 NPN 型三極管來實(shí)現(xiàn)，其電路連接方式 如圖（見附 錄 1）。 數(shù)碼管的 7 段分別與單片機(jī)的 ~ 直接相連即可，但實(shí)際上數(shù)碼管的引腳并不是有序排列 而是雜亂無章的 ，這就需要我們自己測(cè)出每一個(gè)引腳的位置 。 SA828VDDVSSVCC 圖 SA828 保護(hù)接線圖 顯示 電路設(shè)計(jì) 考慮到觀察輸出 SPWM 波形頻率的需要，本設(shè)計(jì)采用四位 7 段數(shù)碼管完成顯示功能。其余數(shù)據(jù)輸入腳、片選引腳、時(shí)序控制腳等輸入端都 需要 直接與單片機(jī)相連，通過單片機(jī)的 I/O 進(jìn)行控制。由 SA828 的結(jié)構(gòu)原理圖可知 ，SA828 可 與單片機(jī)直接相連，不需要太多繁瑣的外圍功能電路，如果 單片機(jī) 外圍電路復(fù)雜，或者 I/O 口不夠用時(shí)可加一個(gè) I/O 擴(kuò)展電路， 用一片 74HC373 或者 8255都可 以滿足要求 。 ③ 工作頻率范圍寬、精度高 SA828 的三角載波頻率可調(diào) ， 當(dāng)時(shí)鐘頻率為 時(shí) ， 載波頻率最高可達(dá)24kHz， 輸出調(diào)制頻率最高可達(dá) 4kHz， 輸出頻率的分辨率為 12 位。 ②工作方式靈活 具有六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 TTL 電平輸出端 ， 可以驅(qū)動(dòng)逆變器的六個(gè)功率開關(guān)器件。 SA828 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 具有以下幾個(gè)特點(diǎn) [18]： ①全數(shù)字化 SA828 與微 處理 器相連時(shí)可自動(dòng)適應(yīng) INTEL 和 MOTOROLA 兩種總線接口邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 19 而且編程簡(jiǎn)捷方便。 SA828 專用大規(guī)模集成電路芯片內(nèi)部包含了波形、頻率、幅值等控制信息。參數(shù)主要包括寫初始化命令和控制命令。 si nMt?1t 2t1?2?puT2tT 圖 波形原理圖 （ 3） SA828 的內(nèi)部原理及功能特點(diǎn) SA828 的內(nèi)部原理結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。 puT 由三部分組成， 2tT 為基本部分， 1( sin ) 4tT M t? 為左邊部分， 2( sin ) 4tT M t?為右邊部分，這可以理解為一個(gè)等寬（ 2tT ）的矩形脈沖從兩側(cè)邊緣各被一個(gè)可變的角度 1? 調(diào)制，雙緣調(diào)制由此得名。 A D 3A D 4A D 5A D 6A D 7W RR DA L ER S TC L KC ST R I PR P H BY P H BA D 2A D 1A D 0V D DZ P P YZ P P RW S SR P H TS E T T R I PY P H TB P H TV S SB P H BZ P P BS A 8 2 811 51 42 8234567891 01 11 21 3 1 61 71 81 92 02 12 22 32 52 42 72 6 圖 SA828 引腳圖 （ 2） SA828 產(chǎn)生波形的原理 SA828 由 不對(duì)稱規(guī)則采樣法產(chǎn)生 SPWM 波，它分別由 三角波的定點(diǎn)與底點(diǎn)位置對(duì)正弦波采樣，由采樣值形成階梯波，如圖 所示 。在做一般的變頻器使用時(shí) ZPPX 與 WSS 可不用 ； RST ： 內(nèi)部計(jì)數(shù)器復(fù)位端，初始化是置 RST =0， 無 PWM 波輸出 ； SET TPIR： 當(dāng)該端為 1 時(shí)， SA828 立即鎖存此信號(hào) ， 關(guān)閉 PWM 輸出 .。頻率為輸出頻率的 1536 倍。當(dāng) SA828 關(guān)閉 PWM 輸出時(shí)，上述 6 路輸出均為低 ； TRIP： 當(dāng) SET TPIP 端信號(hào)出現(xiàn)時(shí)， TRIP 為低，指示故障關(guān)閉狀態(tài) ， 使用時(shí)外接 LED； ZPPR、 ZPPY、 ZPPB： 分別為 U、 V、 W 相零相位脈沖，對(duì)應(yīng)于本相輸出波形的零度。 SA828 的特點(diǎn)及其外圍電路設(shè)計(jì) SA828 的引腳如圖 所示 [18]， （ 1） SA828 的結(jié)構(gòu)說明 SA828 為 28 引腳的雙列直插式芯片，其引腳功能如下 ： AD0~AD7： 8 位地址、數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。 V C CV C CCR S T / V p dV S S8 9 S 5 1R 21 k2 2( a ) 上 電 復(fù) 位R 1( b ) 手 動(dòng) 復(fù) 位R E