【正文】 四路SPWM輸出作為控制信號。 襄樊學(xué)院 wsb929 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告 第 11 頁 4 SA4828 介紹 SA4828是 MITEL公司專門為電機控制電路設(shè)計的三相 SPWM波產(chǎn)生器，也可用于靜止逆變電源，它是 SA8282的增強型，具有全數(shù)字化操作，輸出波形精度高；工作頻率范圍寬，輸出電源頻率可達 4kHZ，頻率控制精度達 16位；工作方式靈活，配備微處理接口，其工作參數(shù)：載波頻率、電源頻率、輸出幅值、死區(qū)等都可以通過微處理器很方便的寫入，并且只需要在改變工作方式時才刷新。 ： ADC0809的片選 。 P0： ADC0809的結(jié)果輸入； SA4828的控制字口 。 XTAL：接晶振 。 對于本次設(shè)計的引腳使用情況如下： P1口：控制 LED數(shù)碼管 8位段碼 。 XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 RST：復(fù)位 輸入。此時，被外部拉低的 P3口 將用上拉電阻輸出電流。 P3口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4個 TTL邏輯門電路。 Flash編程或校驗時， P2亦接收高位地址和一些控制信號。 在訪問外部程序存儲器或 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX DPTR指令）時， P2口送出高 8位地址數(shù)據(jù)。對端口 P2寫 “1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。 Flash編程和程序校驗期間， P1接收低 8位地址。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。 P1口： P1是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P1的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4個 TTL邏輯門電路。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低 8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 引腳功能： Vcc：電源電壓 GND：地 P0口： P0口是一組 8位漏極開路型雙向 I/O口，也 即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口?？臻e方式停止 CPU的工作，但允許 RAM，定時器 /計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 功能特性概述： AT89C52提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能 ： 8k字節(jié) Flash閃速存儲器， 256字節(jié)內(nèi)部 RAM，32個 I/O口線， 3個 16位定時 /計數(shù)器，一個 6向量兩極中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。 主要性能參數(shù)： 與 MCS51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容 8k字節(jié)可充擦寫 Flash閃速存儲器 1000次擦寫周期 。系統(tǒng)采用 5V電源電壓，外接 12M晶振。 該電源首先通過二極管整流電路將交流電轉(zhuǎn)化為直流電，然后通過 IGBT橋式逆變電路逆變成 SPWM波形，經(jīng)過濾波得到正弦波輸出．采用單片機對 SPWM襄樊學(xué)院 wsb929 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告 第 7 頁 信號產(chǎn)生芯片 SA4828實現(xiàn)控制 [11]，輸出所需電壓和頻率的正弦波．系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理如圖 5： 圖 5 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理 襄樊學(xué)院 wsb929 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告 第 8 頁 3 AT89C52 單片機 介紹 AT89C52是美國 ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 8位單片機，片內(nèi)含 8KB的可反復(fù)擦寫的 Flash只讀程序存儲器和 2568位的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）， 3個 16位定時 /計數(shù)器、 6個中斷源、低功耗空閑和掉電方式等特點。變頻電源十分接近于理想交流電源，因此，先進發(fā)達國家越來越多地將變頻電源用作標(biāo)準(zhǔn)供電電源，以便為用電器提供最優(yōu)良的供電環(huán)境， 便于客觀考核用電器的技術(shù)性能。 變頻電源的主要功用是將現(xiàn)有交流電網(wǎng)電源變換成所需頻率的穩(wěn)定的純凈的正弦波電源 [4]。其作用是通過半導(dǎo)體功率開關(guān)器件 (如 SCR， GTO，GTR， IGBT和功率 MOSFET模塊等 )的開通和關(guān)斷作用，把直流電能變換成交流電能。 襄樊學(xué)院 wsb929 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告 第 6 頁 UU00π2 πω tω tπ2 πU RU △ 圖 4 雙極性 SPWM模式 經(jīng)過 AC→DC→AC 變換的逆變電源稱為變頻電源，它有別于用于電機調(diào)速用的變頻調(diào)速控制器，也有別于普通交流 穩(wěn)壓電源。缺點是需要通過計算確定 SPWM的脈沖寬度，有一定的系統(tǒng)延時和響應(yīng)時間。 采用數(shù)字電路 的 SPWM逆變器，可以應(yīng)用軟件為基礎(chǔ)的控制模式。這種采用模擬電路調(diào)制方式的優(yōu)點是完成 Δ u 和 R u 信號的比較和確定脈沖寬度所用的時間短，幾乎是瞬間完成的，不像數(shù)字電路采用軟件計算需要一定的時間。 無論單極性 SPWM或是雙極性 SPWM方式，實際應(yīng)用中均可以采 用三類控制方式完成，一是采用模擬電路，二是采用數(shù)字電路，三是采用模擬與數(shù)字混合電路的控制方式。U RU0U0U0cabπ2 πω tU △ω tω t2 πππ2 π 襄樊學(xué)院 wsb929 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告 第 5 頁 U0dπ2 πω t 圖 3 單極性 SPWM模式（單相） ２．雙極性 SPWM模式 雙極性 SPWM控制模式采用的是正負(fù)交變的雙極性三角波 Δ u 與參考波 R u，如圖 4所示，可通過 Δ u 與 R u 的比較直接得到雙極性的 SPWM脈沖，而不需要倒相電路。 襄樊學(xué)院 wsb929 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告 第 4 頁 圖 2 典型 SPWM波形 １．單極性 SPWM模式 產(chǎn)生單極性 SPWM模式的基本原理 [3]如圖 3所示。通常把這種波稱為正弦脈寬調(diào)制波，簡稱 SPWM波。但是雖然實現(xiàn)了變頻和變壓，可是逆變電路輸出的電壓波形仍然是一組矩形波，而不是正弦波，存在許多高次諧波的成分。則等寬脈沖的占空： α = 211tt t? 調(diào)節(jié)占空比 α ，就可以調(diào)節(jié)輸出的平均電壓 ；調(diào)節(jié) PWM波的頻率 1/Tz ，就可以改變電源頻率，實現(xiàn)調(diào)速。即通過對一系列脈沖的寬度進行調(diào)制，來等效地獲得過需要的波形（含波形和幅值）。 襄樊學(xué)院 wsb929 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告 第 3 頁 2 變頻電源基本原理 SPWM 的原理 PWM （ Pulse Width Modulation）脈寬調(diào)制是利用 相當(dāng)于基波分量的信號波對三角載波進行調(diào)制，達到調(diào)節(jié)輸出脈沖寬度的一種方法 [2]。因此，變頻器作為系統(tǒng)的重要功率變換 部件，提供可控的高性能變壓 變頻電源 而得到迅猛發(fā)展。 變頻電源 是運動控制系統(tǒng)中的功率變換器。具有負(fù)載適應(yīng)性強，輸出波形品質(zhì)好，良好的人機界面，操作簡單，體積小，重量輕等特點。變頻電源十分接近于理想交流電源，因此，先進發(fā)達國家越來越多地將變頻電源用作標(biāo)準(zhǔn)供電電源，以便為用電器提供最優(yōu)良的供電環(huán)境，便于客觀考核用電器的技術(shù)性能。 實驗室及測試單位如：交流電源測試、產(chǎn)品壽命及安全測試、電磁相容測試、 OQC（ FQC）測試、產(chǎn)品測試及研發(fā)、 研究單位最佳交流電源 。 電機、電子業(yè)制造商如：交換式電源供應(yīng)器、變壓器、電子安定器、 AC 風(fēng)扇、不斷電系統(tǒng)、充電器、繼電器、壓縮機、馬達、被動元件等產(chǎn)品的測試電源。 變頻電源廣泛適用于家電制造業(yè)、電機、電子制造業(yè)、 IT產(chǎn) 業(yè)、電腦設(shè)備、實驗室等設(shè)備場所 。同時為消除輸出濾波電感的噪音，將變壓器和電感集成在一起，利用輸出變壓器的漏感與電容組成 LC 低通濾波器，不但消除了輸出濾波電感產(chǎn)生的噪音，而且 簡化了主電路設(shè)計。單片機只用很少的時間去控制它，因而有能力進行整個系統(tǒng)的檢測、保護、控制、顯示等。其控制電路大多采用模擬方法實現(xiàn)，電路比較復(fù)雜，有溫漂現(xiàn)象，影響精度，限制了系統(tǒng)的性能 ，以 80C196MC 或 TMS320F240 為核心組成的控制電路，能實現(xiàn)電源的全數(shù)字化控制，但系統(tǒng)較復(fù)雜，軟件工作量大，研制周期長。 inverter。 關(guān)鍵詞： 正弦脈寬調(diào)制（ SPWM）； SA4828；逆變電源；單片機 Design of Singlephase sine wave variable frequency power source Abstract： The Singlephase sine wave variable frequency power source based on MCU AT89C52 and SPWM generator IC SA4828 is introduced in this paper. The design proposal of Singlephase sine wave variable frequency power source was proposed using the MCU 89C52 control technology unified with high accuracy threephase programmable PWM integrated chip SA4828. The system constr