【正文】 捉/ 比較/PWM 模塊每一個(gè)捕捉/ 比較/PWM （CCP）模塊都有一個(gè)16 位寄存器，該寄存器可以作為：l 16位捕捉寄存器l 16位比較寄存器l PWM 主/ 從占空比寄存器CCPCCP2 和CCP3 模塊的操作基本一致，不同之處僅在于特殊事件觸發(fā)器。因?yàn)镃CP1 引腳與PORTC 數(shù)據(jù)鎖存器復(fù)用，TRISC2 位必須清零以將CCP1 引腳設(shè)置為輸出。圖15 PWM 簡化結(jié)構(gòu)示意圖PWM 的輸出有一個(gè)時(shí)基（周期）和一個(gè)保持輸出為高電平的時(shí)間（占空比）。如下圖16所示：圖16 PWM輸出 PWM 周期PWM的周期可通過向PR2寄存器寫入來設(shè)定。當(dāng)TMR2 等于PR2 時(shí)，在下一個(gè)遞增周期將發(fā)生以下三種情況：l TMR2被清零l CCP1 引腳被置1（例外：如果PWM 占空比= 0%，CCP1 引腳不置1）l PWM占空比從CCPR1L 鎖存到CCPR1H PWM占空比通過寫入CCPR1L 寄存器和CCP1CON5:4 位可以設(shè)定PWM 占空比，分辨率可高達(dá)10 位。用以下公式計(jì)算PWM的占空比：PWM 占空比 = （CPR1L:CCP1CON5:4） ?TOSC ? （TMR2 預(yù)分頻器值）CCPR1L 和CCP1CON5:4 可在任何時(shí)候?qū)懭耄赑R2 和TMR2 匹配前（即周期完成），該占空比的值不會被鎖存到CCPR1H。CCPR1H寄存器和2 位內(nèi)部鎖存器用于為PWM占空比提供雙緩沖，這種雙緩沖對于無毛刺PWM 操作是必需的。在PWM 頻率給定的情況下，最大PWM 分辨率（位數(shù)）由以下公式給出 ： PWM 操作設(shè)置在將CCP 模塊設(shè)置為PWM 操作時(shí)，應(yīng)遵照以下步驟：1. 向PR2 寄存器寫入以設(shè)定PWM 周期。3. 將TRISC2 清零以設(shè)定CCP1 引腳為輸出狀態(tài)。5. 設(shè)定CCP1 模塊為PWM 操作。TMR1 寄存器（TMR1H:TMR1L）從0000h 開始遞增計(jì)數(shù)，一直加到FFFFh后，再翻轉(zhuǎn)到0000h。該中斷的使能/ 禁止可以通過置位/ 清除TMR1IE （PIE10）中斷使能位來設(shè)置。當(dāng)T1RUN位被置1且SCS1:0 = 01，則Timer1 振蕩器提供系統(tǒng)時(shí)鐘信號。在實(shí)際應(yīng)用中，只需要很少的外接元件和代碼開銷，即可利用Timer1 來提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）信號。在定時(shí)器工作模式下，Timer1 在每個(gè)指令周期進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)。Timer1 可以通過置位/ 清零TMR1ON （T1CON0）控制位來使能和禁止。當(dāng)Timer1 的振蕩器被使能（T1OSCEN 位置1）時(shí)，RC1/T1OSI/CCP2 和 RC0/T1OSO/T1CKI 引腳成為輸入引腳。3 三相電機(jī)變頻驅(qū)動器設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)通訊單元：本系統(tǒng)采用的是RS485通訊方式，利用MAX485作為通訊接口芯片，同時(shí)MAX485與控制芯片PIC16F767采用了光耦隔離，有效防止電機(jī)產(chǎn)生的干擾信號進(jìn)入通訊網(wǎng)絡(luò)，并有效防止當(dāng)本變頻器出現(xiàn)燒毀故障時(shí)禍及同個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備。再將3路SPWM波形輸出端通過74HC14施密特反向器變換成互補(bǔ)導(dǎo)通的6路，經(jīng)隔離放大后驅(qū)動場效應(yīng)管，實(shí)現(xiàn)對輸出的控制。如圖19所示：圖19 變頻器功率單元 軟件設(shè)計(jì) 在本系統(tǒng) SPWM法的實(shí)現(xiàn)方法：本三相電機(jī)變頻驅(qū)動器采用的是單極性SPWM法，首先利用電腦計(jì)算離散出SIN波形從90度到+90度的31個(gè)點(diǎn)，由于PIC16F767內(nèi)部集成的為10位精度的PWM模塊，為了便于單片機(jī)在輸出PWM波形時(shí)減少運(yùn)算量，所以并將這31個(gè)點(diǎn)轉(zhuǎn)換成從0到1023變化的值。SIN波形的另半個(gè)周期波形與前半個(gè)周期波形對稱相似，所以在產(chǎn)生后半個(gè)周期的波形時(shí)，單片機(jī)只需倒著從原先的SIN表格中讀取31個(gè)點(diǎn)，于是就產(chǎn)生了一個(gè)完整的SPWM波形輸出。當(dāng)改變電機(jī)定子電源頻率時(shí)可以平滑調(diào)節(jié)同步轉(zhuǎn)速，在轉(zhuǎn)差率變化不大時(shí)，電機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)平滑的調(diào)速。當(dāng)電源頻率向下調(diào)時(shí)，為了保持電機(jī)過載能力不變，要求磁通不變，則需U/F=常數(shù)，在本三相電機(jī)變頻驅(qū)動器中是通過如下方式實(shí)現(xiàn)對輸出SPWM波形的調(diào)壓控制。要使三相電機(jī)正常運(yùn)行，必須使其供電電源的三相交流電每相之間相位相差120度。這樣就完成了單片機(jī)對電機(jī)變頻變壓的整個(gè)控制過程。 本變頻器的制動設(shè)計(jì)為了減少硬件開支，同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的制動，本三相電機(jī)變頻驅(qū)動器采用了直流制動的制動方式，具體實(shí)現(xiàn)方式如下：假設(shè)變頻器剎車頻率設(shè)定在20Hz，制動時(shí)間為3s；當(dāng)變頻器運(yùn)行在2060Hz的頻率范圍內(nèi)，突給變頻器一個(gè)制動命令后，為了防止直流300V母線電壓提升過高而產(chǎn)生危險(xiǎn)，直到頻率降至20Hz時(shí)，%，%，%占空比并保持3s不變，然后停止PWM輸出波形,完成整個(gè)電機(jī)的直流制動過程。6 變頻器的參數(shù)設(shè)置 手持器對變頻器的參數(shù)設(shè)定 當(dāng)電機(jī)拖動不同負(fù)載時(shí)會呈現(xiàn)出不同的負(fù)載特性，這就會使得變頻器必須具備適應(yīng)不同負(fù)載特性的能力。比如當(dāng)電機(jī)需要拖動的負(fù)載較重，要求在啟動時(shí)具有較大的轉(zhuǎn)矩，則用戶可通過調(diào)節(jié)變頻器的補(bǔ)償頻率和補(bǔ)償電壓以提高電機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩；若要求電機(jī)具有快速停機(jī)的特性，則用戶可通過適當(dāng)提高變頻器的剎車頻率以使電機(jī)快速直流制動。具體操作如圖22所示：RS485接口變頻器485接口操作界面圖22 變頻器參數(shù)設(shè)定7 總 結(jié)電機(jī)原理是大學(xué)專業(yè)課程中的難點(diǎn)之一，而交流電機(jī)的變頻驅(qū)動更是難點(diǎn)中的難點(diǎn)。雖然在設(shè)計(jì)過程中遇到過許多困難，但通過自己的不懈努力和指導(dǎo)老師的悉心指點(diǎn)，解決了大部分設(shè)計(jì)過程中碰到的各種困難，現(xiàn)已基本完成課題中的硬件規(guī)劃、軟件設(shè)計(jì)，經(jīng)過充分調(diào)試，整個(gè)系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的軟啟動，SPWM變頻變壓調(diào)速及直流制動，并且在此基礎(chǔ)上利用RS485實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的分布控制，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。變頻驅(qū)動器的控制對象是三相異步直流電動機(jī)，因此，我首先對電動機(jī)的工作特性和工作原理進(jìn)行了必要的研究。比如在調(diào)試變頻器程序前期，電機(jī)已可以在額定頻率中較好運(yùn)行，但當(dāng)隨著變頻器輸出頻率下降，電機(jī)產(chǎn)生的抖動隨之增大，直至電機(jī)無法轉(zhuǎn)動，原以為這是程序中有變量溢出所導(dǎo)致，結(jié)果在程序上折騰了一個(gè)多月還是沒有很好解決，最后通過測試硬件發(fā)現(xiàn)電路中有一個(gè)過孔斷掉了，而這個(gè)過孔剛好是6路PWM信號中的其中一路，所以修復(fù)完電路后電機(jī)就能正常運(yùn)行了。因此我深刻感受到，認(rèn)真學(xué)習(xí)專業(yè)基本知識的的必要性。在實(shí)現(xiàn)這個(gè)變頻驅(qū)動器的過程當(dāng)中我也遇到了許多問題。將自己所學(xué)的知識轉(zhuǎn)換為實(shí)際應(yīng)用的過程當(dāng)中必須經(jīng)過反復(fù)的測試和論證。也正是有了這樣一次實(shí)踐的機(jī)會，考驗(yàn)了我的各方面的能力，讓我受益非淺。我很慶幸我在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中已經(jīng)盡心盡力，讓我擁有了很多很多一生受益的財(cái)富。他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣，他因材施教的教育風(fēng)格和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。還要感謝，實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)對我的無私幫助，使我得以順利完成論文。衷心感謝所有那些給過我?guī)椭睦蠋?、同學(xué)和朋友