《毕业设计（论文）-单片机控制变频调速的设计(22页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）-单片机控制变频调速的设计(22页).doc（22页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、-毕业设计（论文）-单片机控制变频调速的设计-第 19 页防灾科技学院成人高等教育毕业论文题 目 单片机控制变频调速的设计 专 业 电气工程及自动化 层 次 专升本 学 号 答 辩 人 指导教师 完成时间 目 录1.概述12.电机变频调速系统22.1变频调速原理22.2单片机控制的变频调速系统32.2.1系统框图32.2.2硬件系统原理图33.系统主要模块设计43.1 IPM模块4图3.1 IPM内部结构图53.2 89C51主控制模块73.2.1 主要特性73.2.2 管脚说明83.2.3 振荡器特性93.3 SPWM波发生模块93.3.1 SA4828的引脚功能103.3.2 SA4828
2、内部结构113.3.3 SA4828初始化编程133.4 其他模块简介153.4.1 串口通信153.4.2 A/D模数转换模块164.系统软件设计185.结论20参考文献21单片机控制变频调速的设计摘 要：本文介绍了一种利用专用集成电路SA4828设计电机变频调速的方法。系统主要包括主电路与控制电路，主电路采用IPM智能功率模块作为电机的控制。控制电路由MCS-51系列的8051单片机最小系统和SA4828 三相SPWM 产生器及少量的扩展外围芯片构成，充分发挥其控制电路简单、控制方式灵活、输出波形优点多的特点，结合相应的软件，实现电机的调速要求。其中主要内容包括：SA4828的特性介绍及变
3、频系统的主电路、驱动电路、保护电路、速度检测、调速系统及软件编程设计方法。所设计的系统实现了变频调速的全数字化控制，实时性好，可靠性高。关键词：单片机；SA4828；变频调速；SPWM；电动机1.概述对于可调速电力驱动系统，该项目通常基于电机电流分为两种直流调速系统和交流调速系统。它们最大的区别主要在于交流调速系统从直流电机电流流向设备的变化。20世纪70年代以来，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，以及现代控制理论的应用，交流调速系统系统逐渐具有动态速度范围，范围广，速度高精度稳定，响应速度快，可逆运行 而在四象限方面表现良好，速度性能可与直流调速系统相媲美。许多传统的直流电机调速系统由工
4、业设备驱动的交流驱动系统驱动，提高了系统的可靠性，降低了系统的维护成本。随着应用频率控制频率的增加，技术变得越来越成熟，人们不仅对VVVF系统的精度要求越来越高，控制系统也越来越多的功能需求越来越多的智能系统需要更高的响应能力更多、更高，以满足生产需要，适应不同的工作条件。交流变频调速具有绝对的优势，性能和可靠性提高的速度不断降低，特别是变频调速效果明显，易于实现过程自动化，为了方便工业部门。交流变频调速优良特点：速度稳定，效率高。 低速静态特性较高，相对稳定；速度范围高，精度高；启动电流低，电网系统无冲击，节能效果明显；变频器电源体积小，安装方便，维护方便，易于实现过程自动化；恒转矩转速，低
5、速电机过载能力大大降低。交流变频调速具有绝对的优势，其性能和可靠性的速度不断提高，特别是变频调速效果明显，易于实现过程自动化，以方便工业部门。交流变频调速特点：速度稳定，效率高。低静态特性相对稳定性高；高精准度；高速范围，起动电流低，电力系统无冲击，节能效果明显；电力变频器体积小，安装方便，维修方便，易于实现自动化；恒转矩转速，低速电机过载能力大大降低。交流电机由于结构简单，运行可靠，成本低，维护方便而得到广泛应用。虽然从1930年开始，人们一直致力于交流调速系统的研究，但主要限于使用开关设备切换主电路来控制电机起动，制动和速度控制的目的。异步电动机串联变频器的转速仍处于开发阶段。主要原因是交
6、流电动机控制速度慢，转矩和功率频率高，主要因素是电机转速的主要因素，使得稳定性，可靠性，经济性和效率的汇率不能满足生产要求。后来开发的FM控制只能控制电机的气隙磁通，转矩不能调整本文主要内容是研究采用单片机89C51与SA4828芯片组成SPWM波发生电路，并结合智能功率模块IPM，通过软件编程控制电动机变频调2.电机变频调速系统2.1变频调速原理变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。变频可以调速这个概念，可以说是交流电动机“与生俱来”的。同步电动机不消说，即使是异步电动机，其转速也是取决于同步转速(即旋转磁场的转速)的： （2.11）式中： 电动机的转速，m/mi
7、n电动机的同步转速，r/min电动机的转差率 s=(n1-n/)=n/ n1而同步转速则主要取决于频率 （2.12）式中：输入频率，Hz电动机的磁极对数由式（2.11）与式（2.12）可知变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系： （2.13）由上式可知，在电动机磁极对数不变的情况下，通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。在进行电机调速时，通常要考虑的一个重要因素是，希望保持电机中每极磁通量为额定值，并保持不变。如果磁通太弱，即电机出现欠励磁，将会影响电机的输出转矩，由 （2.14）（式中 ：电磁转矩，：主磁通，：转子电流，:转子回路功率因素，：比例系数)
8、，可知，电机磁通的减小，势必造成电机电磁转矩的减小。由于电机设计，电机磁体接近饱和值，如果进一步增加磁通量，会使电机饱和，导致电机通过励磁电流大，增加电机铜损和铁损，过热会损坏电机绕组。因此，在改变电机的频率时，电动机的电压应协调一致，以保持电机的恒定通量。2.2单片机控制的变频调速系统2.2.1系统框图外围设备（如串口、键盘、显示等）AT89C51SA4828电动机回 路检测电路A/D保护电路图2.1 电动机变频调速系统框图2.2.2硬件系统原理图图2.2单片机与SA4828控制的变频系统原理图主电路由交流交直流（集成模块设计）和电机组成。主控制电路包括微控制器模块、sa4825模块、SPW
9、M波形产生电路、主电路、主电路、控制电路、驱动模块和外围设备（如键盘输入、液晶显示、A/D串行ADC，等）。以CPU为核心，利用键盘、显示器和通讯设备完成交流电机的速度控制。选择ATMEL公司的89C51单片机，与Intel51系列单片机兼容。其8kb内部闪存配置不需要扩展外部存储器。同时，8位单片机的总线结构是完全兼容SA4828，可直接连接。一个给定的速度不能设置在三个方面：键盘、增效剂、和主机。给定的无速度和N的实际速度是在八个LED。该系统可以对电机状态进行监测，进行速度控制，并进行动态响应跟踪，可将其发送给主机作为一种形式或曲线，便于观察和分析。3.系统主要模块设计3.1 IPM模块
10、IPM（智能电源模块），即智能电源模块，IPM一般采用IGBT作为电源开关组件，内置电流传感器和驱动电路集成结构。IPM具有高可靠性和易用性，赢得了不断增长的市场，特别适用于驱动电子电源设备和各种变频器，VVVF，冶金机械，电力牵引，伺服驱动等一种理想。它的内部结构如图3.1所示图3.1 IPM内部结构图在选择IPM时，首先要根据变频器的容量和电源容量来确定其变频器的额定值和最大值，然后选择具体的型号。在选择材料时，根据IPM过电流动作值确定峰值电流和适当的热设计，确保结温始终低于最大结温水平，使基板温度始终低于热值。峰值电流取决于电机的额定功率。下表显示了基于工作电压和电机峰值电流的AC22
11、0V电机推荐的IPM类型。电机的峰值电流根据变频器和电机的效率和功率因数，最大负载和电流纹波决定。电机的最大峰值电流可以计算如下： (3.11)式中：P电机功率(W)； OL变频器最大过载系数； 电流脉动因数； 变频器的效率； F功率因数； VAC交流线电压(V)。例如：电源Vac220V交流，电机P 3.7kW，OL150%，120%，0.9，F0.76，则Ic(峰值)36.1A。IPM相关参数PS21564-P 、PS21564-SP 智能IPM功率模块控制端口定义：1：VUFS（U组驱动电源地）2：NC（不接）3：VUFB（U组驱动电源正极）4：VP1（控制电源正极）5：NC（不接）6：
12、UP（U组信号输入）7：VVFS（V组驱动电源地）8：NC（不接）9：VVFB（V组驱动电源正极）图3.3 三菱PS21564-P IPM管脚图10：VP1（控制电源正极）11：NC(不接)12：VP（V组信号输入）13：VWFS（V组驱动电源地）14： NC（不接） 15：VWFB (W组驱动电源正极) 16：VP1（控制电源正极） 17：NC（不接） 18：WP（W组信号输入） 19：NC（不接） 20: VNO（过流取样时间设置） 21: UN（U组下桥信号输入）22: VN（V组下桥信号输入）23: WN（W组下桥信号输入）24: FO（故障输出-低有效25: CFO（故障延时设置）
13、26: CIN（过流取样时间设27: VNC（与直流母线,光耦副边共地）28：VN1（控制电源正极） 29：NC（不接） 30：NC（不接） 31：P（直流母线正极） 图3.4 三菱PS21564芯片图32：U（U组输出） 33：V（V组输出） 34：W（W组输出） 35：N：（与直流母线地之间串取样电阻） 3.2 89C51主控制模块89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。 3.2.1 主要特性与MCS-51 兼容 4K
14、字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写/擦循环 数据保留时间：10年 全静态工作：0Hz-24Hz 三级程序存储器锁定 图3.5 89C51仿真芯片图128*8位内部RAM 32可编程I/O线 两个16位定时器/计数器 5个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路 3.2.2 管脚说明 VCC：供电电压GND：接地 P0端口：端口0是一个两位开漏双向I/O端口，每个引脚可吸收8TTL栅极电流。当P1端口引脚首次写入时，它被定义为高阻抗输入。P0可用于外部程序数据存储器，可定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程中，P0端口输入为原码，当FIASH，P0输出代码时，
15、则P089C51引脚必须拉高数字。P1端口：P1端口是带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口，P1端口缓冲器能够接收4TTL栅极电流。P1端口引脚写1，内部上拉可以作为输入，P1端口被外部低电平拉出，输出电流，这是由于内部拉的原因。在FLASH编程和验证中，P1端口作为接收的第八个地址。 P2端口：P2端口是8位双向I/O端口的内部上拉电阻，P2端口缓冲器可以接收输出四个TTL门电流P2端口，写入“1”，引脚为作为输入和内部。所以作为输入，端口2引脚拉低，输出电流。这是由于内部上拉。当P2端口用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器访问时，P2端口输出前8位的地址。当使用地址“1”时，利用内
16、部上拉功能，当外部字节数据存储器读写时，端口2输出其特殊功能寄存器内容。在闪存编程和验证中，P2端口接收到8位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下所示： P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些
17、控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许输出水平可以用来锁定地址字节的状态。在Flash编程中，引脚用来输入编程脉冲。通常，ALE终端输出正脉冲信号的恒定频率周期，频率为1/振荡器6。因此，它可以用作外部输出或定时目标脉冲。然而，应该注意的是，每当使用外部数据存储时，ALE脉冲被跳过。如果你想禁用的ALE输出，你可以将它设置为0在SFR8EH地址上置。在这一点上，只能在执行MOVX。此外，脚略高。如果微处理器处于外部，ALE被禁用，则设置无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序
18、存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA/VPP：在外部程序存储器（0000h-ffffh）期间/EA保持低电平时，是否存在内部程序存储器。 请注意，当加密模式1为/EA时，内部锁将被复位；当/EA侧保持高电平时，内部程序存储器在这里。 该引脚还用于对Flash编程中的12V电源（VPP）进行编程。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 3.2.3 振荡器特性XTAL1和XTAL2分别是反相放大器的输入和输出。 反相放大器可以配置为片内振荡器。 石晶振荡和陶瓷振
19、荡。如果使用外部时钟源驱动程序，则不应连接XTAL2。通过双向触发输入到内部时钟信号，所以外部时钟信号的脉冲宽度没有任何要求，但必须保证所需的高低宽度的水平脉冲。3.3 SPWM波发生模块SA4828是控制该特殊的三相SPWM信号和IC芯片。它提供28引脚DIP和SOIC封装，。它可以连接到大多数微控制器，也可以单独使用。该芯片的主要特点是全数字控制；与英特尔和摩托罗拉系列单片机兼容；载波频率高达24kHz时；04khz输出调制频率范围；16速度分辨率；电压调整器的分辨率；三可选ROM固化的波形可以设置；死区时间和最小脉冲宽度可以去除；实现正、负输出电压的控制；可以设置在每一层独立的大小看门狗
20、定时器。3.3.1 SA4828的引脚功能图3.7 SA4828芯片图 图3.6 SA4828管脚图它有14个输入端、3个控制端、9个输出端、2个电源端，其主要端子的功能和接法如下：（1）输入类引脚说明AD0AD7：地址或数据通道，其功能是将单片机输出指令或数据送入SA4828。SET TRIP：通过该引脚，可以快速关断全部SPWM信号输出，当其有效时，TRIP端输出高电平，指示灯亮。RST ：为硬件复位引脚，低电平有效，复位后，寄存器的INH、CR、WTE和RST 各位为0。CLK：时钟输入端，SA4828 既可以单独外接时钟，也可以与单片机共用时钟；MUX：用于总线选择。 当MUX处于高电
21、平时，使用总线，地址和数据共享地址/数据引脚没有RS； 当MUX为低电平时，使用单独的地址和数据总线，地址锁存器脚ALE连接到低电平，RS引脚与地址线连接，区分输入字节是地址（低电平）， 或数据（高电平），通常在第一个地址数据之后。CS ：片选引脚，与微机系统的输出端相连。WR 、RD、ALE：用于“RD/WR”模式，分别接受写、读、地址锁存指令。（2）输出类引脚说明：RPHB、YPHB、BPHB：这些引脚通过驱动电路控制逆变桥的R、Y、B 相的下臂开关管；RPHT、YPHT、BPHT：这些引脚通过驱动电路控制逆变桥的R、Y、B相的上臂开关管；它们都是标准的TTL输出，每一个输出都有12mA
22、的驱动能力，可直接驱动6个EXB840 快速型IGBT 专用驱动模块。TRIP：该引脚输出一个锁存状态，当SET TRIP 有效时，TRIP为低电平，表示输出已被封锁。它有12mA的驱动能力，可直接驱动一个LED 指示灯；ZPPR：该引脚输出调制波频率；WSS：该引脚输出采样波形。3.3.2 SA4828内部结构图3.8 SA4828内部结构图图3.10 片内ROM存储的波形 图3.9 脉冲序列中的窄脉冲 SA4828内部结构如图3.8所示，从单片机，通过总线控制和译码初始化登记或控制器的控制逻辑，通过外部输入时钟分频器分解为一组频率，三角波载波。与三角载波调制波形相比，在ROM芯片的选择，并
23、自动生成SPWM输出脉冲，通过消除脉冲电路，以消除窄脉冲（如图3.9所示），因为它没有任何冲击的影响，只会增加开关损耗。死区的脉冲延迟电路使桥臂具有两个开关短路状态转换。看门狗定时器用于防止程序运行。片上ROM有三个可选择的波形，它们是纯正弦波，增强型和高效波形（见图3.10）。每个波形有1536个样本。增强波形，也称为三次谐波，可将输出功率提高20，三相谐波相互抵消，防止电机加热。高效波形也称为三次谐波带死区，进一步优化了三次谐波，可以降低逆变器的开关损耗，提高功率利用率。表3.1 SA4828中各寄存器地址寄存器 AD3 AD2 AD1 AD0 地址R0 0 0 0 0 00HR1 0 0
24、 0 1 01HR2 0 0 1 0 02HR3 0 0 1 1 03HR4 0 1 0 0 04HR5 0 1 0 1 05HR14 1 1 1 0 0EHR15 1 1 1 1 0FH该登记列包含八个8位寄存器R0R5和R14、R15。R0R5用来暂时存放在一个单芯片的数据，这可能是初始化数据或控制数据。R14和R15两虚拟寄存器中不存在。在R14的写作时，它实际上是存储在R0R5为初始登记的48位数据；你写的时候你送R15，48位存储在R0R5的登记数据控制。寄存器地址列于表3.13.3.3 SA4828初始化编程初始化编程包括载波频率设定、调制波频率范围设定、脉冲延迟时间设定、最小删除
25、脉宽设定、调制波形选择、幅值控制、看门狗时间常数设定。表3.2 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 选择输出频率和载波频率 R1 PDT6 PDT5 PDT4 PDT3 PDT2 PDT1 PDT0 选择脉冲取消时间 R2 PDY5 PDY4 PDY3 PDY2 PDY1 PDY0 选择死区时间 R3 AC 0 0 WS1 WS0 选择三相幅值控制 R4 WD15 WD14 WD13 WD12 WD11 WD10 WD9 WD8 16位看门狗计数器 R5 WD7 WD6 WD5 WD
26、4 WD3 WD2 WD1 WD0 16位看门狗计数器（1）初始化寄存器载波频率设定载波频率（即三角波频率）越高越好，但频率过高损耗会越大，另外，还受开关管最高频率限制，因此要合理设定。设定字由CFS0CFS2这3位组成。载波频率通过下式 （3.12）求出。式中为时钟频率，n值的二进制数即为载波频率设定字。调制波频率范围设定设定调制波频率范围的目的是在此范围进行16位分辨率的细分，这样可以提高控制精度。调制波频率范围设定字是由CFS0CFS2三位组成。 （3.13）式中：m值的二进制数即为调制波频率范围设定字。死区时间的设定该设定字是由PDY0PDY5六位组成。 （3.14）式中：PDY值的二
27、进制数即是死区时间设定字。脉冲取消时间设定该设定字是由PDT0PDT6七位组成。 （3.15）式中：PDT值的二进制数即是脉冲取消时间设定字。波形选择字波形选择字由WS0和WS1两位组成。00为纯正弦型，01为三次谐波增强型，10为带死区增强型。幅值控制位AC是幅值控制位。当AC=0时，控制寄存器中的R相幅值控制字控制所有三相的幅值。当AC=I时，控制寄存器中的R、Y、B相幅值控制字分别控制各自的幅值。（2）控制寄存器表3.3 控制寄存器及其功能寄存器 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 功能 R0 PFS7 PFS6 PFS5 PFS4 PFS3 PFS2 PFS1 PFS0 运
28、行频率选择字低八位 R1 PFS15 PFS14 PFS13 PFS12 PFS11 PFS10 PFS9 PFS8 运行频率选择字低八位 WTE CR() INH() F()/RR2 RST复位 看门狗 寄存器 禁止 正/反 清零 输出 转 R3 RAMP7 RAMP6 RAMP5 RAMP4 RAMP3 RAMP2 RAMP1 RAMP0 三相幅值控制字 R4 BAMP7 BAMP6 BAMP5 BAMP4 BAMP3 BAMP2 BAMP1 BAMP0 三相幅值控制字 R5 YAMP7 YAMP6 YAMP5 YAMP4 YAMP3 YAMP2 YAMP1 YAMP0 三相幅值控制字调制
29、波频率选择调制波频率选择字由PFS0PFS15十六位组成。 （3.16）式中：值的二进制数即是调制波频率选择字。调制波幅值选择通过改变调制波幅值来改变输出电压有效值，是借助于改变八位幅值选择字(RAMP、YAMP、RAMP)来实现的。 （3.17）式中：A值的二进制数即为幅值选择字。初始化寄存器的AC位决定了R相幅值是否代表另二相幅值。正反转选择位F / R的正负选择来控制三相PWM输出的相序。 R = 0为正，相序为R-Y-B； F / R = I反演。当输出禁止位= 0时，输出禁止位，关闭所有PWM输出。当计数器复位= 0时计数器复位，内部寄存器清零。当看门狗选择位WTE = 1时，看门狗
30、选择看门狗功能。软复位控制RST是具有与硬复位相同功能的软复位。3.4 其他模块简介通过单片机与外围设备的连接与通信，使得电动机变频控制系统更加完善。其中外围设备包括串口（与PC机等进行通信）、键盘输入以及液晶显示等。3.4.1 串口通信目前大多数电脑串口采用RS-232C通讯接口DB9连接器。 RS-232C的逻辑电平与通用微处理器和SCM的逻辑电平不同。 SCM系统与计算机的通信和RS-232接口，必须将MCU的信号电平（TTL电平）放入计算机的RS-232C电平，或将计算机放入RS-232C级TTL电平微控制器。 目前，广泛应用于MC1488，MC1489，MAX232等特殊电平转换芯片
31、，实现EIA转换为TTL电平。 以下是MAXIM单电源电平转换芯片MAX232和接口电路。图3.12 MAX232管脚图图3.11 MAX232串口电平转换电路 如图3.11所示，MAX232是单电源双RS-232发送/接收芯片，采用单一 +5V电源供电，外接只需4个电容，便可以构成标准的RS-232通信接口，硬件接口简单，所以被广泛采用， 其主要特性如下： a、符合所有的RS-232C技术规范 b、只要单一 +5V电源供电片载电荷泵，具有升压、电压极性反转能力，能够产生 +10V 和 -10V电压V+、V- c、低功耗，典型供电电流5mA d、内部集成2个RS-232C驱动器e、内部集成2个
32、RS-232C接收器3.4.2 A/D模数转换模块该系统用于处理多通道模拟信号，采用ADC0809 A/D模块，采用逐次逼近法完成A/D转换；该芯片具有8个模拟开关锁存功能，8路05V模拟输入电压信号转换，约100s完成转换。 输出有一个TTL三态锁存缓冲器，可直接与MCU通讯。 图3.15 AD0809内部结构 图3.16 AD0809管脚图ADC0809管脚说明ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如图3.16所示，各引脚功能如下： IN0IN7：8路模拟量输入端。2-12-8：8位数字量输出端。ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路ALE
33、：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。 START： AD转换启动信号，输入，高电平有效。 EOC： AD转换结束信号，输出，当AD转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。 OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当AD转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。 REF（+）、REF（-）：基准电压。 Vcc：电源，单一5V。 GND：地。ADC0809的工作是：首先输入3位地址，并使ALE = 1，地址到地址锁存器。该地址与8个模拟输入之一解耦。上升沿将依次重置为寄存器。在EOC输出信号变低后，A
34、/D的下降沿开始，表示正在进行转换。在A / D转换完成之前，EOC变为高电平，表示A / D转换完成，结果数据已存储在锁存器中。该信号可用作中断请求。 当OE输入为高电平时，输出三态门导通，数字输出结果转换为数据总线。4.系统软件设计软件设计是整个变频器控制的核心。系统软件设计由主程序，初始化程序和中断服务程序三部分组成。主程序是整个控制系统的核心和灵魂，只有组合每个子程序调用系统才能由主程序组合起来，形成一个连接的整体，完成各种操作命令的一切顺序排列好。主程序：图4.1显示了系统的主要流程图。SCM先SA4828，打开中断系统。在传输控制参数后，确定是否没有SA4828的保护动作，允许输出
35、，然后输出SPWM控制信号，变频器开始工作。在工作过程中，连续过程反馈信号，控制SA4828调节SPWM控制信号的输出，控制系统的输出状态，以满足系统的性能要求。在系统正常运行的过程中，不断更新看门狗定时器。中断SPWM控制信号从溢出输出。初始化子程序：它实现键盘处理、刷新处理与下位机和其它程序主要完成硬件器件工作方式的设定、系统运行参数和变量的初始化等，其流程图如图4.2所示。 初始化子程序：实现键盘处理，刷新处理和下机等程序，完成主要硬件工作设置，系统参数及变量初始化，流程图如图4.2所示。故障保护中断子程序：中断程序需要处理直流故障，如过压，欠压，IGBT故障等。这些故障信号通过门或SA
36、4828设置连接到端子。发生故障时，跳闸设置为高电平，SA4828的内部故障保护动作开始。 SPWM脉冲输出瞬时阻塞和跳闸端子电平，中断请求到微控制器，流程图如图4.3所示。开始初始化SA4828开中断写SA4828控制寄存器更新看门狗处理反馈数据更新控制参数？允许输出?NNYY图4.1 主程序流程图 系统初始化设定定时器、SPWM、系统工作方式设定I/O、通信接口及键盘、显示工作方式参数及变量返回图4.2 初始化子程序流程图 中断入口保护现场发停止命令给SA4828根据读入内容判断故障来源并做相应处理显示故障原因、报警恢复现场中断返回图4.3故障保护中断子程序流程图5.结论本文的主要创新点在
37、于：采用SPWM波形控制逆变开关，采用单片机和集成芯片，控制算法易于实现，实现全数字控制，结构简单，与模拟器件相比，降低了生产成本，很好的表现； 易于改变控制算法的优点，程序易于移植控制，精度高，可靠性好，采用变频技术，可节省大量能源，具有良好的经济价值和环境效果。该系统广泛应用于电力电子设备和人民生活领域。参考文献1董晨. 交流电机变频调速研究J. 内燃机与配件,2016,(12):35-36.2詹庄春. 单片机控制的直流电机闭环调速系统设计J. 绵阳师范学院学报,2016,(11):23-27.3董晨. 交流电机变频调速硬件控制电路设计J. 内燃机与配件,2016,(11):34-35.4
38、吕娣. SPWM法在变频调速系统中的应用J. 河北农机,2016,(11):50.5何莉. PLC控制的三相交流电动机变频调速系统设计J. 工业控制计算机,2016,(09):152-153.6董昌春,孔祥洪. 基于SPMC75的无刷直流电动机变频控制J. 电子设计工程,2016,(13):101-103.7李稳,张海龙,车焕. PLC控制与变频调速系统设计J. 科技传播,2016,(12):182-183.8曹凯. 基于单片控制的交流调速设计J. 数字技术与应用,2016,(06):16.9吕明磊. PLC控制电机变频调速试验系统的设计与实现J. 中小企业管理与科技(中旬刊),2016,(0
39、2):255.10贾荣丛. 基于单片机的电机交流调速系统的设计J. 电子世界,2016,(02):158-159.11仲崇健. 单片机的电机变频调速系统设计J. 防爆电机,2016,(01):35-37.12郎晓杰. 基于单片机控制的异步电动机调速装置的设计J. 数字技术与应用,2015,(11):13.13史今. 基于8098单片机的变频调速系统设计J. 微处理机,2015,(04):73-76+80.14杨新华. 基于单片机变频调速控制器的设计J. 电子技术,2015,(07):70-72.15孟祥超. 基于8031单片机的变频调速系统设计的实现J. 计算机光盘软件与应用,2015,(01):180+182.致谢本论文从选题到最终定稿都是在学院老师的悉心指导下进行的。在此，谨向导师致以最崇高的敬意和衷心的感谢。长期以来，各位老师严谨求实的科学态度，渊博的理论知识，宽广的胸怀，谦逊的为人和积极向上的生活态度给我留下了深刻的印象。在论文的完成过程中还得到了得到了公司领导及同事各方面的支持，也得到了来自同学之间的鼓励，特此表示感谢。限于我的学术水平，文献和资料搜求中未必全面翔实，论文中一定存在不足之处，还请各位老师和同学批评指正! 最后，谨向论文评阅人和各位评委专家表示最衷心的感谢！