基于A(yíng)T89C51單片機的變頻調速控制系統設計

　　SA8281采用常用的對稱(chēng)的雙邊緣采樣法產(chǎn)生全數字化PWM波形，無(wú)時(shí)漂，無(wú)溫漂，具有很高的精度和溫度穩定性。

　　有6個(gè)標準的TTL電平輸出，用來(lái)驅動(dòng)逆變器的6個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件。

　　工作頻率范圍寬，精度高，三角載波頻率可調。

　　工作方式靈活，在電路不變的情況下，直接通過(guò)軟件設定載波頻率、調制頻率、調制比、最小脈寬、死區時(shí)間等工作參數就可改變逆變器的性能指標，驅動(dòng)不同負載或工作于不同工況?？赏ㄟ^(guò)改變輸出SPWM脈沖的相序實(shí)現電機的正反轉，通過(guò)調制達到輸出頻率為OHz而給電機繞組通一直流電，實(shí)現電機的“直流插入制動(dòng)”。

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

　　波形存儲在內部ROM中，可以選擇可刪除的最小脈寬和死區時(shí)間。

　　4.2控制硬件電路的實(shí)現

　　控制電路部分采用的單片機為ATMEL公司推出的AT89C51，它采用CMOS結構，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。其內部含有128字節的RAM和4K字節的EPROM完全滿(mǎn)足系統需要，不用外加RAM或EPROM存放數據或程序，但需要設定和保存的參數則存放在一片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部，可以看出SA8281與微處理器接口簡(jiǎn)單，控制電路非常簡(jiǎn)單，結構緊湊，這樣做從另一方面來(lái)講對芯片工作的穩定性有很大幫助，提高了可靠性。

　　從整個(gè)電路來(lái)說(shuō)，實(shí)現對SA828l的控制是通過(guò)按鍵輸入相應的信息。本電路的設計要對SA8281輸入初始化參數和控制參數，所以用到了三個(gè)按鍵0#鍵、1#鍵和2#鍵。在主程序中判斷鍵號用的是查詢(xún)式,0#鍵按下轉入初始化子程序：l#鍵按下轉入加速子程序：2#鍵按下轉入減速子程序。

　　AT89C51是地址與數據總線(xiàn)復用類(lèi)的單片機，為了隔離潛在的噪音干擾，設置輸出斷開(kāi)引腳SETTRIP在通常情況下接地，同時(shí)設置了開(kāi)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(shí)鐘CLK引腳接獨立的12M有源晶振為SA8281芯片提供一時(shí)鐘基準用于控制與PWM有關(guān)的各時(shí)序。

　　4.3控制電路軟件設計

　　對SA8281芯片的控制是通過(guò)微處理器接口將相應的參數送入芯片內部?jì)?4位的寄存器R4、R3來(lái)實(shí)現的，它們是初始化寄存器和控制寄存器。數據先被讀入一系列臨時(shí)寄存器R0～R2中，然后通過(guò)一條虛擬的寫(xiě)操作將數據傳送至相應的R4，R3寄存器。

　　初始化寄存器用于設定和電機及逆變器有關(guān)的一些基本參數。在正常情況下，這些參數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(shí)一般不允許改變。

　　控制寄存器在工作過(guò)程中控制輸出脈寬調制波的狀態(tài)，從而進(jìn)一步控制電機的運行，比如轉速、正/反轉、啟動(dòng)和停止等。通常在電機工作時(shí)該寄存器內容經(jīng)常被改寫(xiě)以實(shí)現對電機的實(shí)時(shí)控制。程序流程圖下面分別進(jìn)行說(shuō)明：

　　4.3.1主程序

　　主程序判斷鍵號用的是查詢(xún)式：

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

　　另外為了防止誤操作增加了延時(shí)去抖動(dòng)的再次判斷鍵號環(huán)節。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