基于AT89C51單片機的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計

　　SA8281采用常用的對稱的雙邊緣采樣法產(chǎn)生全數(shù)字化PWM波形，無時漂，無溫漂，具有很高的精度和溫度穩(wěn)定性。

　　有6個標準的TTL電平輸出，用來驅(qū)動逆變器的6個功率開關(guān)器件。

　　工作頻率范圍寬，精度高，三角載波頻率可調(diào)。

　　工作方式靈活，在電路不變的情況下，直接通過軟件設(shè)定載波頻率、調(diào)制頻率、調(diào)制比、最小脈寬、死區(qū)時間等工作參數(shù)就可改變逆變器的性能指標，驅(qū)動不同負載或工作于不同工況?？赏ㄟ^改變輸出SPWM脈沖的相序?qū)崿F(xiàn)電機的正反轉(zhuǎn)，通過調(diào)制達到輸出頻率為OHz而給電機繞組通一直流電，實現(xiàn)電機的“直流插入制動”。

　　獨立閉鎖端可瞬時閉鎖輸出SPWM脈沖，可處理電機突發(fā)情況的發(fā)生。

　　波形存儲在內(nèi)部ROM中，可以選擇可刪除的最小脈寬和死區(qū)時間。

　　4.2控制硬件電路的實現(xiàn)

　　控制電路部分采用的單片機為ATMEL公司推出的AT89C51，它采用CMOS結(jié)構(gòu)，耗能低，抗干擾能力強，與MCS一5l系列完全兼容，且功能比一般的51系列芯片要強大許多。其內(nèi)部含有128字節(jié)的RAM和4K字節(jié)的EPROM完全滿足系統(tǒng)需要，不用外加RAM或EPROM存放數(shù)據(jù)或程序，但需要設(shè)定和保存的參數(shù)則存放在一片EEPROM中[5]。

　　正弦波發(fā)生器的原理圖如圖7所示，它以SA828l作為三相正弦波的發(fā)生芯片，單片機AT89C51作為SA8281的控制芯片。SA828l將大部分外圍電路都集成在芯片內(nèi)部，可以看出SA8281與微處理器接口簡單，控制電路非常簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，這樣做從另一方面來講對芯片工作的穩(wěn)定性有很大幫助，提高了可靠性。

　　從整個電路來說，實現(xiàn)對SA828l的控制是通過按鍵輸入相應(yīng)的信息。本電路的設(shè)計要對SA8281輸入初始化參數(shù)和控制參數(shù)，所以用到了三個按鍵0#鍵、1#鍵和2#鍵。在主程序中判斷鍵號用的是查詢式,0#鍵按下轉(zhuǎn)入初始化子程序：l#鍵按下轉(zhuǎn)入加速子程序：2#鍵按下轉(zhuǎn)入減速子程序。

　　AT89C51是地址與數(shù)據(jù)總線復(fù)用類的單片機，為了隔離潛在的噪音干擾，設(shè)置輸出斷開引腳SETTRIP在通常情況下接地，同時設(shè)置了開關(guān)，便于在緊急情況下迅速關(guān)斷所有PWM輸出;為使PWM輸出處于有效狀態(tài)，輸出關(guān)斷引腳接高電平[6]。外部時鐘CLK引腳接獨立的12M有源晶振為SA8281芯片提供一時鐘基準用于控制與PWM有關(guān)的各時序。

　　4.3控制電路軟件設(shè)計

　　對SA8281芯片的控制是通過微處理器接口將相應(yīng)的參數(shù)送入芯片內(nèi)部兩24位的寄存器R4、R3來實現(xiàn)的，它們是初始化寄存器和控制寄存器。數(shù)據(jù)先被讀入一系列臨時寄存器R0～R2中，然后通過一條虛擬的寫操作將數(shù)據(jù)傳送至相應(yīng)的R4，R3寄存器。

　　初始化寄存器用于設(shè)定和電機及逆變器有關(guān)的一些基本參數(shù)。在正常情況下，這些參數(shù)在電機工作前就被初始化（例.在PWM輸出允許前），并且在電機工作時一般不允許改變。

　　控制寄存器在工作過程中控制輸出脈寬調(diào)制波的狀態(tài)，從而進一步控制電機的運行，比如轉(zhuǎn)速、正/反轉(zhuǎn)、啟動和停止等。通常在電機工作時該寄存器內(nèi)容經(jīng)常被改寫以實現(xiàn)對電機的實時控制。程序流程圖下面分別進行說明：

　　4.3.1主程序

　　主程序判斷鍵號用的是查詢式：

　　O#鍵按下轉(zhuǎn)入初始化子程序;1#鍵按下轉(zhuǎn)入加速子程序;2#鍵按下轉(zhuǎn)入減速子程序。

　　另外為了防止誤操作增加了延時去抖動的再次判斷鍵號環(huán)節(jié)。主程序流程圖如圖8所示：

圖8主程序流程圖

圖9SA8281初始化子程序流程圖