【正文】 級 中斷源 程序存儲 器三級鎖定 32 個 可編程 I/O 口 具有 可編程 的 串行通道 P0 口有三個功能 : ①如果使用外部存儲器時，余積卿： 基于單片機的感應(yīng)電動機 PWM 變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計 12 作為數(shù)據(jù)總線②使用外部存儲器時，作為地址總線③ 做擴展時，可當(dāng)做一般的 I/O 使用，因為驅(qū)動能力不夠，所以需要加上拉電阻。 P2 口： ～ P2 口 8 位雙向口線對應(yīng)引腳的 21～ 28 號，內(nèi)部也自帶上拉電阻的，用于擴展時，是地址的高 8 位，如果不擴展，就可當(dāng)做常用的輸入輸出口，可驅(qū)動 4 個 LS型 TTL 負載。 SPWM 波發(fā)生模塊 SA4828 是 MITEL 公司研發(fā)出的一種專用于 SPWM 三相信號發(fā)生和控制的集成電路芯片。它能夠和大多數(shù)的單片機相連，也可獨立使用。 SA4828 的引腳 分析 （ 1）輸入類引腳說明 ： AD0～ AD7：數(shù)據(jù)或地址通道，其作用是把單片機輸出數(shù)據(jù)或指令送至 SA4828 中。 （ 2）輸出引腳說明： ZPPR：輸出調(diào)制波信號的頻率引腳； WSS：采樣波形引腳輸出。從單片機的傳輸數(shù)據(jù)總線傳輸和解碼后以寄存器初始化。數(shù)組包含 8 八個寄 存器 R0 保存 ~ R5 和 R1 R15。和 R1 R15 兩個虛擬注冊 ,沒有身體。R15寫道 ,存儲在 R0 保存 ~ R5 48 數(shù)據(jù)發(fā)送到控制寄存器。 表 31 SA4828 中各寄存器的地址 寄存器 AD3 AD2 AD1 AD0 地址 R0 0 0 0 0 00H R1 0 0 0 1 01H R2 0 0 1 0 02H R3 0 0 1 1 03H R4 0 1 0 0 04H R5 0 1 0 1 05H R14 1 1 1 0 0EH R15 1 1 1 1 0FH 圖 36 片內(nèi) ROM 存儲的波形 圖 35 脈沖序列中的窄脈沖 余積卿： 基于單片機的感應(yīng)電動機 PWM 變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計 14 SA4828 初始化編程 表 32 初始化寄存器及其功能 寄存器 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 功能 R0 FRS2 FRS1 FRS0 CFS2 CFS1 CFS0 選擇輸出頻率和載波頻率 R1 PDT6 PDT5 PDT4 PDT3 PDT2 PDT1 PDT0 選擇脈沖取消時間 R2 PDY5 PDY4 PDY3 PDY2 PDY1 PDY0 選擇死區(qū)時 間 R3 AC 0 0 WS1 WS0 選擇三相幅值控制 R4 WD15 WD14 WD13 WD12 WD11 WD10 WD9 WD8 16位看門狗計數(shù)器 R5 WD7 WD6 WD5 WD4 WD3 WD2 WD1 WD0 16位看門狗計數(shù)器 1 初始化寄存器 （ 1）載波頻率設(shè)定 載波頻率（即三角波頻率）越高越好，但頻率過高會有更大的損耗，另外，還受到開關(guān)管最大工作頻率限制，因此需合理設(shè)定。載波頻率CARRf 通過下式 125 1 2 ??? nC L KC A R Rff （ 31） 求出。 （ 2） 調(diào)制波頻率范圍設(shè)置 設(shè)定調(diào)制波頻率工作范圍的作用是在此范 圍中完成 16 位分辨率的分解，這樣可提高控制精度。 3 8 42 mC A R R YR A N GE ff ?? （ 32） 式中： m值對應(yīng)的二進制數(shù)即是調(diào)制波頻率設(shè)置字。 CA R R YP D Y fP D Yt ??? 5 1263 （ 33） 式中： PDY 值對應(yīng)二進制數(shù)即為死區(qū)時間設(shè)定字。 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 15 CA RR YPDT fP D Tt ??? 512127 （ 34） 式中： PDT 值對應(yīng)二進制數(shù)即為脈沖取消時間設(shè)定字。 （ 6） 幅值控制位 AC 是幅值控制位。 (1)調(diào)制波頻率選擇調(diào)制波頻率選擇字由 PFS0～ PFS15 十六位組成。 100255( % ) AA P O W E R ? （ 36） 式中： A 是二進制的幅值字。故驅(qū)動電路的任務(wù)有：電平轉(zhuǎn)換及隔離。這里介紹一種東芝公司的產(chǎn)品 TLP250，電路很簡單。 余積卿： 基于單片機的感應(yīng)電動機 PWM 變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計 16 圖 37 TLP250 驅(qū)動電路 它使用單電源供電方式，在使用中須外接電阻和 10V 的穩(wěn)壓管，把 25V 的隔離電源轉(zhuǎn)換為－ 10V 的關(guān)斷電壓和 +15V 的導(dǎo) 通電壓。和 SA4828 和單片機系統(tǒng)仍然需要額外 + 5 v 電源 ,異步通信也需要 + 12 v 電源 ,電源共七路。集成電路 IPM 一般都帶有保護電路，可以實現(xiàn)欠壓、過流、過熱、短路等的保護。 圖 38 常用的 IPM 緩沖電路 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 17 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)軟件設(shè)計包括三個部分 :主 程序、初始化程序、中斷服務(wù)子程序。主程序中首先必須完成初始化，包括系統(tǒng)寄存器的初始化、參數(shù)初始化和一些芯片的初始化，這里對 SA4828 完成了初始化，初始化結(jié)束后打開單片機的中斷，然后判斷 SA4828 是否工作正常，如果工作正常就進入寫寄存器階段，然后完成相應(yīng)的控制信號輸出，這樣就可使得變頻器工作過。同時，為了防止程序拋費，我們還需要設(shè)置看門狗定時 器，正常情況下看門狗定時器會不斷的更新。 余積卿： 基于單片機的感應(yīng)電動機 PWM 變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計 18 故障保護中斷子程序：系統(tǒng)工作過程難免會出現(xiàn)故障，比如過壓、過流、欠壓、開關(guān)管損壞等等，對于這些緊急的問題我們采用中斷系統(tǒng)進行立即處理。程序流程如圖 43 所示。 在論文設(shè)計期間 與同學(xué) 們之間的 交流 和老師的指導(dǎo) ，使自己學(xué)到了 不少 知識。摘要部分概要介紹了其可靠性和實用性，緒論部分介紹了單片機調(diào)速控制的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢、本文設(shè)計的意義及主要任務(wù)等；第二部分介紹了基于單片機的感應(yīng)電機的 PWM 變頻調(diào)速基本原理；第三部分介紹了硬件設(shè)計，包括主電路，波形發(fā)生模塊、驅(qū)動模塊和保護模塊等。 余積卿： 基于單片機的感應(yīng)電動機 PWM 變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計 22 參考文獻 [1] 王曉明 .電動機的單片機控制 .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 20xx. [2] [3] 張毅剛，彭喜元 .MCS52單片機應(yīng)用設(shè)計 .哈爾濱：哈爾濱工業(yè)出版社 ,20xx. [4] 張燕賓 .變頻調(diào)速應(yīng)用實踐 .機械工業(yè)出版社， 20xx. [5] 王兆安，劉進軍 .電力電子技術(shù) .機械工業(yè)出版社， 20xx. [6] 徐躍志 .基于 SA4828的變頻器設(shè)計 [J].電氣傳動， 20xx. [7] 李金金 . 基于 PLC 控制的變頻調(diào)速在礦井提升機中的應(yīng)用 [D].太原理工大學(xué)：太原， 20xx:140. [8] [9] 沈安俊 .電氣自動控制，北京：機械工業(yè)出版社， 1984. [10] 何熙文等 .Intel 8XC196MC/MD 高檔單片機原理及實用設(shè)計 .大連 :大連理工大學(xué)出版社 ， 1995. [11] 金新民，關(guān)于異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)的方針方法，北方交通大學(xué) ,1996. [12] 吳守簇，電氣傳動的脈寬調(diào)制控制技術(shù)，機械工業(yè)出版社 ,1999. [13] 韓志軍 . 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 入門向?qū)c設(shè)計實例 . 機械工業(yè)出版社 . [14] 王兆安 黃?。娏﹄娮蛹夹g(shù)（第 4版）．機械工業(yè)出版社， 20xx. [15] 劉樹林，劉健 . 開關(guān)變換器分析與設(shè)計 .北京：機械工業(yè)出版社， 20xx. [16] 張明達 .電力拖動自動控制系統(tǒng) [M].冶金工業(yè)出版社 ,1983. [17] 周祖得、陳幼平 . 《機電一體化控制技術(shù)與系統(tǒng)》 .華中科技大學(xué)出版社 .20xx. 致謝 這次的畢業(yè)設(shè)計可以順利完成，首先需要感謝我的導(dǎo)師對我一直以來的支持和知道，在設(shè)計中自己遇到好多的問題，都是導(dǎo)師認真幫我分析和解決，同時，我的同學(xué)和室友也華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 23 給了我極大的幫助，有些問題我都是積極向他們請教，不僅在學(xué)習(xí)上對我有幫助， 在我的生活也有了很大的幫助，還有那些一直給與我們精神幫助的同學(xué)，謝謝你們。 當(dāng)然，由于本人的水平有限，所以論文的設(shè)計中難免會有不足，還希望各位老師指正，而我自己也會不斷地學(xué)習(xí)和努