基于單片機(jī)的逆變電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、第一章逆變電源的數(shù)字化控制21.1逆變電源數(shù)字化控制技術(shù)的發(fā)展21.2傳統(tǒng)逆變電源控制技術(shù)21.2.1傳統(tǒng)逆變電源控制技術(shù)的缺點(diǎn)21.2.2傳統(tǒng)逆變電源控制技術(shù)的改進(jìn)21.3逆變電源數(shù)字化控制技術(shù)的現(xiàn)狀21.3.1逆變電源控制技術(shù)數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化21.3.2逆變電源數(shù)字化需要解決的一些難題21.4逆變電源數(shù)字化的各種控制策略21.4.1數(shù)字PI控制21.4.2滑模變結(jié)構(gòu)控制21.4.3無(wú)差拍控制21.4.4重復(fù)控制2第二章推挽型逆變器的基礎(chǔ)知識(shí)22.1開關(guān)型逆變器22.2推挽型電路22.2.1線路結(jié)構(gòu)22.2.2工作原理22.2.2推挽型逆變器的變壓器設(shè)計(jì)2第三章基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2、23.1系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)23.1.1AT89C52單片機(jī)23.1.2顯示電路23.1.3A/D轉(zhuǎn)換電路23.1.4SPWM波形電路23.1.5SA828主要特點(diǎn)23.1.6SA828工作原理23.1.7內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理23.1.8SA828初始化寄存器編程23.1.9SA828控制寄存器編程23.2系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)23.2.1初始化程序23.2.2主程序23.2.3SA838初始化及控制子程序23.2.4ADC0809的控制及數(shù)據(jù)處理子程序23.2.5數(shù)據(jù)處理及電壓顯示子程序23.2.6輸出頻率測(cè)試計(jì)算及顯示子程序部分2第四章聯(lián)機(jī)調(diào)試及結(jié)果分析24.1聯(lián)機(jī)調(diào)試情況24.2實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及結(jié)果分析2

3、4.3結(jié)論2參考文獻(xiàn)2第一章逆變電源的數(shù)字化控制1.1逆變電源數(shù)字化控制技術(shù)的發(fā)展隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)逆變電源提出了更高的要求，高性能的逆變電源必須滿足：高輸入功率因數(shù)，低輸出阻抗；暫態(tài)響應(yīng)快速，穩(wěn)態(tài)精度高；穩(wěn)定性高，效率高，可靠性高；電磁干擾低等。要實(shí)現(xiàn)這些功能，離不開數(shù)字化控制技術(shù)。1.2傳統(tǒng)逆變電源控制技術(shù)1.2.1傳統(tǒng)逆變電源控制技術(shù)的缺點(diǎn)傳統(tǒng)的逆變電源多為模擬控制系統(tǒng)。雖然模擬控制技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但其存在很多固有的缺點(diǎn)：控制電路的元器件比較多，電路復(fù)雜，所占的體積較大；靈活性不夠，硬件電路設(shè)計(jì)好了，控制策略就無(wú)法改變；調(diào)試不方便，由于所采用器件特性的差異，致使電源一致性差，且模擬

4、器件的工作點(diǎn)的漂移，導(dǎo)致系統(tǒng)參數(shù)的漂移。模擬方式很難實(shí)現(xiàn)逆變電源的并聯(lián)，所以逆變電源數(shù)字化控制是發(fā)展的趨勢(shì)，是現(xiàn)代逆變電源研究的一個(gè)熱點(diǎn)。1.2.2傳統(tǒng)逆變電源控制技術(shù)的改進(jìn)為了改善系統(tǒng)的控制性能，通過(guò)模擬、數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器，將微處理器與系統(tǒng)相連，在微處理器中實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制算法，然后通過(guò)輸入、輸出口或脈寬調(diào)制口（pulsewidthmodulation,PWM）發(fā)出開關(guān)控制信號(hào)。微處理器還能將采集的功率變換裝置工作數(shù)據(jù)，顯示或傳送至計(jì)算機(jī)保存。一些控制中所用到的參考值可以存儲(chǔ)在微處理器的存儲(chǔ)器中，并對(duì)電路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。微處理器的使用在很大程度上提高了電路系統(tǒng)的性能，但由于微處理器運(yùn)算速度的限

5、制，在許多情況下，這種微處理器輔助的電路控制系統(tǒng)仍舊要用到運(yùn)算放大器等模擬控制元件。近年來(lái)隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，一些專用心片的產(chǎn)生，使逆變電源的全數(shù)字控制成為現(xiàn)實(shí)。實(shí)時(shí)地讀取逆變電源的輸出，并實(shí)時(shí)地處理，使得一些先進(jìn)的控制策略應(yīng)用于逆變電源控制成為可能，從而可對(duì)非線性負(fù)載動(dòng)態(tài)變化時(shí)產(chǎn)生的諧波進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，將輸出諧波達(dá)到可以接受的水平。1.3逆變電源數(shù)字化控制技術(shù)的現(xiàn)狀1.3.1逆變電源控制技術(shù)數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化隨著電機(jī)控制專用芯片的出現(xiàn)和控制理論的普遍發(fā)展，逆變電源技術(shù)朝著全數(shù)化智能化及網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，逆變電源的數(shù)字控制技術(shù)發(fā)生了一次大飛躍。逆變電源數(shù)字化控制的優(yōu)點(diǎn)在于各種控制策

6、略硬件電路基本是一致的，要實(shí)現(xiàn)各種控制策略，無(wú)需變動(dòng)硬件電路，只需修改軟件即可，大大縮短了開發(fā)周期，而且可以應(yīng)用一些新型的復(fù)雜控制策略，各電源之間的一致性很好，這樣為逆變電源的進(jìn)一步發(fā)展提供了基礎(chǔ)，而且易組成可靠性高的大規(guī)模逆變電源并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)。1.3.2逆變電源數(shù)字化需要解決的一些難題數(shù)字化是逆變電源發(fā)展的主要方向，但還是需要解決以下一些難題：a)逆變電源輸出要跟蹤的是一個(gè)按正弦規(guī)律變化的給定信號(hào)，它不同于一般開關(guān)電源的常值控制。在閉環(huán)控制下，給定信號(hào)與反饋信號(hào)的時(shí)間差就體現(xiàn)為明顯的相位差，這種相位差與負(fù)載是相關(guān)的，這就給控制器的設(shè)計(jì)帶來(lái)了困難。b)逆變電源輸出濾波器對(duì)系統(tǒng)的模型影響很大，輸

7、入電壓的波動(dòng)幅值和負(fù)載的性質(zhì)，大小的變化范圍往往比較大，這些都增加了控制對(duì)象的復(fù)雜性，使得控制對(duì)象模型的高階性、不確定性、非線性顯著增加。c)對(duì)于數(shù)字式PWM，都存在一個(gè)開關(guān)周期的失控區(qū)間，一般是在每個(gè)開關(guān)周期的開始或上個(gè)周期之末來(lái)確定本次脈沖的寬度，即使這時(shí)系統(tǒng)發(fā)生了變化，也只能在下一個(gè)開關(guān)周期對(duì)脈沖寬度做出調(diào)整，所以現(xiàn)在逆變電源的數(shù)字化控制引起了廣泛的關(guān)注。1.4逆變電源數(shù)字化的各種控制策略逆變電源數(shù)字控制方法成為當(dāng)今電源研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)，與數(shù)字化相對(duì)應(yīng)，各種各樣的離散控制方法也紛紛涌現(xiàn)，包括數(shù)字比例-積分-微分（PI）調(diào)節(jié)器控制、無(wú)差拍控制、數(shù)字滑變結(jié)構(gòu)控制、模糊控制以及各種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控

8、制等，從而有力地推動(dòng)逆變電源控制技術(shù)的發(fā)展。1.4.1數(shù)字PI控制數(shù)字PI控制以參數(shù)簡(jiǎn)單、易整定等特點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。逆變器采用模擬數(shù)字PI控制時(shí)，如果只是輸出電壓的瞬時(shí)值反饋，其動(dòng)態(tài)性能和非線性負(fù)載時(shí)的性能不會(huì)令人滿意；如果是輸出濾波電感或輸出濾波電容的電流瞬時(shí)值引入反饋，其性能將得到較大改進(jìn)，然而，龐大的模擬控制電路使控制系統(tǒng)的可靠性下降，調(diào)試復(fù)雜，不易于整定。數(shù)字信號(hào)處理芯片的出現(xiàn)使這個(gè)問(wèn)題得以迅速解決，如今各種補(bǔ)償措施及控制方式可以很方便地應(yīng)用于逆變電源的數(shù)字PI控制中，控制器參數(shù)修改方便，調(diào)試簡(jiǎn)單。但是，數(shù)字PI控制算法應(yīng)用到逆變電源的控制中，不可避免地產(chǎn)生了一些局限性：一方面是系統(tǒng)

9、的采樣量化誤差，降低了算法的分辨率，使得PI調(diào)節(jié)器的精度變差；另一方面，采樣和計(jì)算延時(shí)使被控系統(tǒng)成為一個(gè)具有純時(shí)間滯后的系統(tǒng)，造成PI控制器設(shè)計(jì)困難，穩(wěn)定性減小，隨著高速專用芯片及高速A/D的發(fā)展，數(shù)字PI控制技術(shù)在逆變電源的控制中會(huì)有進(jìn)一步的應(yīng)用。1.4.2滑模變結(jié)構(gòu)控制滑模變結(jié)構(gòu)控制（slidingmodevariablestructurecontrol，SVSC）最顯著的特點(diǎn)是對(duì)參數(shù)變化和外部擾動(dòng)不敏感，即魯棒性強(qiáng)，加上其固有的開關(guān)特性，因此非常適用于閉環(huán)反饋控制的電能變換器?；谖⑻幚砥鞯碾x散滑?？刂剖鼓孀兤鬏敵霾ㄐ斡休^好的暫態(tài)響應(yīng)，但系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能不是很理想。具有前饋控制的離散滑模控

10、制系統(tǒng)1，暫態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)精度得到提高，但如果系統(tǒng)過(guò)載時(shí)，滑?？刂破鞯呢?fù)擔(dān)將變得非常重。自矯正離散滑模控制可以解決這個(gè)問(wèn)題。逆變器的控制器由參數(shù)自適應(yīng)的線性前饋控制器和非線性滑?？刂破鹘M成，滑?？刂破鲀H在負(fù)載導(dǎo)致輸出電壓變化時(shí)產(chǎn)生控制力，穩(wěn)態(tài)的控制力主要由前饋控制器提供，滑模控制器的切換面（超平面）是根據(jù)優(yōu)化準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)的。1.4.3無(wú)差拍控制無(wú)差拍控制（deadbeatcontrol）是一種基于電路方程的控制方式，其控制的基本思想是將輸出正弦參考波等間隔地劃分為若干個(gè)取樣周期，根據(jù)電路在每一取樣周期的起始值，用電路理論算出關(guān)于取樣周期中心對(duì)稱的方波脈沖作用時(shí)，負(fù)載輸出在取樣周期末尾時(shí)的值。這個(gè)

11、輸出值的大小，與方波脈沖的極性與寬度有關(guān)，適當(dāng)控制方波脈沖的極性與寬度，就能使負(fù)載上的輸出在取樣周期的末后與輸出參考波形相重合2。不斷調(diào)整每一取樣周期內(nèi)方波脈沖的極性與寬度，就能在負(fù)載上獲得諧波失真小的輸出。因此，即使在很低的開關(guān)頻率下，無(wú)差拍控制也能夠保證輸出波形的質(zhì)量，這是其它控制方法所不能做到的,但是，其也有局限性：由于采樣和計(jì)算時(shí)間的延遲，輸出脈沖的占空比受到很大限制；對(duì)于系統(tǒng)參數(shù)的變化反應(yīng)靈敏，如電源電壓波動(dòng)、負(fù)載變動(dòng)，系統(tǒng)的魯棒性差。對(duì)于采樣和計(jì)算延時(shí)的影響，一種方法是通過(guò)修改輸出脈沖方式的方法來(lái)減小計(jì)算延時(shí)造成的占空比局限；另一種方法是通過(guò)狀態(tài)觀測(cè)器對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)提前進(jìn)行預(yù)測(cè)，用觀測(cè)

12、值替代實(shí)際值進(jìn)行控制，從而避免采樣和計(jì)算延時(shí)對(duì)系統(tǒng)的影響。為了提高系統(tǒng)的魯棒性，一種方法是采用負(fù)載電流預(yù)測(cè)方法來(lái)減小負(fù)載變動(dòng)對(duì)電源輸出的影響，但實(shí)際改善的程度有限；另一種可行的方法是對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行在線辨識(shí)，從而實(shí)時(shí)確定控制器參數(shù)，以達(dá)到良好的控制效果。但是，在線系統(tǒng)辨識(shí)的計(jì)算復(fù)雜度和存儲(chǔ)量都非常大，一般的微處理器很難在很短的時(shí)間內(nèi)完成，因此實(shí)現(xiàn)的可能性不大，所以還沒有一種比較好的方法來(lái)解決無(wú)差拍控制魯棒性差的問(wèn)題。正是由于無(wú)差拍控制在電源控制中的不足及局限性到目前還難以解決，使得無(wú)差拍控制在工業(yè)界的應(yīng)用還有待不斷的深入研究。1.4.4重復(fù)控制逆變器采用重復(fù)控制（repetitivecontro

13、l）是為了克服整流型非線性負(fù)載引起的輸出波形周期性的畸變，它通常與其他PWM控制方式相結(jié)合。重復(fù)控制的思想是假定前一周期出現(xiàn)的基波波形將在下一基波周期的同一時(shí)間重復(fù)出現(xiàn)，控制器根據(jù)給定信號(hào)和反饋信號(hào)的誤差來(lái)確定所需的校正信號(hào)，然后在下一個(gè)基波周期的同一時(shí)間將此信號(hào)疊加到原控制信號(hào)上，以消除后面各周期中將出現(xiàn)的重復(fù)畸變3。雖然重復(fù)控制使系統(tǒng)獲得了很好的靜態(tài)性能，且易于實(shí)現(xiàn)，但該技術(shù)卻不能夠獲得好的動(dòng)態(tài)性能。自適應(yīng)重復(fù)控制方案成功地應(yīng)用于逆變器的控制中。模糊控制（fuzzycontrol）能夠在準(zhǔn)確性和簡(jiǎn)潔性之間取得平衡，有效地對(duì)復(fù)雜的電力電子系統(tǒng)做出判斷和處理。將模糊控制應(yīng)用于逆變器，具有如下優(yōu)

14、點(diǎn):模糊控制器的設(shè)計(jì)不需被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型,并且有較強(qiáng)的魯棒性和自適應(yīng)性；查找模糊控制表只需占有處理器很少的時(shí)間，可采用較高采樣率來(lái)補(bǔ)償模糊規(guī)則和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的偏差。將輸出電壓和濾波電感電流反饋，即電壓誤差和電感電流作為輸入模糊變量，可以實(shí)現(xiàn)逆變器的模糊控制，整流性負(fù)載時(shí)，其輸出電壓總諧波失真（totalharmonicdistortion,TH）小于5，將模糊控制與無(wú)差拍控制相結(jié)合，可用來(lái)補(bǔ)償由于非線性負(fù)載導(dǎo)致的電壓降落，5-6。模糊控制從模仿人的思維外特性入手，模仿人的模糊信息處理能力。它對(duì)系統(tǒng)的控制是以人的經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)的，而人的經(jīng)驗(yàn)正是反映人在思維過(guò)程中的判斷、推理、歸納。理論上已經(jīng)證明，

15、模糊控制可以任意精度逼近任何線性函數(shù)，但受到當(dāng)前技術(shù)水平的限制，模糊變量的分檔和模糊規(guī)則都受到一定的限制，隸屬函數(shù)的確定還沒有統(tǒng)一的理論指導(dǎo)，帶有一定的人為因素，因此，模糊控制的精度有待于進(jìn)一步提高。此外神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是一種使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制方法。因?yàn)槿斯ど窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)是建立在強(qiáng)有力的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上，所以它有很大的潛力，這個(gè)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)包括各種各樣的已被充分理解的數(shù)學(xué)工具。在無(wú)模型自適應(yīng)控制器中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也是一個(gè)重要組成部分。但由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)沒有突破，還沒有成功地應(yīng)用于逆變電源的控制中。第二章推挽型逆變器的基礎(chǔ)知識(shí)2.1開關(guān)型逆變器廣義地說(shuō)，凡用半導(dǎo)體功率器件作為開關(guān)，將一種電源形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪?/p>

16、種形態(tài)的主電路都叫做開關(guān)變換電路，這種變換可以是交流電和直流電之間的變換，也可以是電壓或電流幅值的變換，或者是交流電的頻率、相數(shù)等的變換。按電力電子的習(xí)慣稱謂，基本的電力電子電路可以分為四大類型，即ACDC電路、DCAC電路、ACAC電路、DCDC電路。本文中的逆變電路就屬DCAC電路。開關(guān)逆變器中的開關(guān)都是在某一固定頻率下工作，這種保持開關(guān)頻率恒定，但改變接通時(shí)間長(zhǎng)短（即脈沖寬度），使負(fù)載變化時(shí)，負(fù)載上電壓變化不大的方法，稱脈寬調(diào)制法（PluseWidthModulation,簡(jiǎn)稱為PWM）4。由于電子開關(guān)按外加控制脈沖而通斷，控制與本身流過(guò)的電流、二端所加的電壓無(wú)關(guān)，因此電子開關(guān)稱為“硬開

17、關(guān)”。凡用脈寬調(diào)制方式控制電子開關(guān)的開關(guān)逆變器，稱為PWM開關(guān)型逆變器。本文是用SPWM專用產(chǎn)生芯片控制電子開關(guān)的通斷，屬硬開關(guān)技術(shù)。相對(duì)應(yīng)有另一類控制技術(shù)“軟開關(guān)”，它是一種使電子開關(guān)在其兩端電壓為零時(shí)導(dǎo)通電流，或使流過(guò)電子開關(guān)電流為零時(shí)關(guān)斷的控制技術(shù)。軟開關(guān)的開通、關(guān)斷損耗理想值為零，損耗很小，開關(guān)頻率可以做到很高。2.2推挽型電路各種變換電路按其是否具備電能回饋能力分為非回饋型和回饋型，非回饋型電路按其輸出端與輸入端是否電氣個(gè)力分為非隔離型和隔離型。隔離型電路又分為正激型、反激型、半橋型、全橋型和推挽型。帶中心抽頭變壓器原邊兩組線圈輪流工作的線路一般稱為推挽線路，它不太適合離線變換器的應(yīng)

18、用。推挽型電路的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是變壓器雙邊勵(lì)磁，在輸入回路中僅有1個(gè)開關(guān)的通態(tài)壓降，而半橋型電路和全橋型電路都有2個(gè)，因此在同樣的條件下，產(chǎn)生的通態(tài)損耗較小，而且不需驅(qū)動(dòng)隔離，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，這對(duì)很多輸入電壓較低的電源十分有利，因此低電壓輸入類電源應(yīng)用推挽型電路比較合適。但是功率開關(guān)所承受的電壓應(yīng)大于2。2.2.1線路結(jié)構(gòu)圖1-1推挽型電路原理圖推挽型電路的原理圖如圖1-1所示。主變壓器原邊繞組接成推挽形式，副變繞組接成全波整流形式。2.2.2工作原理由于驅(qū)動(dòng)電路作用，兩個(gè)功率開關(guān)管、交替導(dǎo)通。當(dāng)導(dǎo)通時(shí)，加到上，所有帶“”端為正。功率開關(guān)管通過(guò)變壓器耦合作用承受的電壓。副邊繞組“”為正，電流流經(jīng)、

19、L到負(fù)載上。原邊電流是負(fù)載折算至原邊的電流及原邊電感所定的磁化電流之和。導(dǎo)通期間，原邊電流隨時(shí)間而增加，導(dǎo)通時(shí)間由驅(qū)動(dòng)電路決定。關(guān)斷時(shí)，由于原邊能量的儲(chǔ)存和漏電感的原因，的漏極電壓將升高.2.2.2推挽型逆變器的變壓器設(shè)計(jì)推挽型逆變器設(shè)計(jì)在整個(gè)電源的設(shè)計(jì)過(guò)程中具有最為重要的地位，一旦完成設(shè)計(jì)，不宜輕易改變，因此設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)各方面問(wèn)題考慮周全，避免返工，造成時(shí)間和經(jīng)費(fèi)的浪費(fèi)。下面介紹具體設(shè)計(jì)。變壓器是開關(guān)電源中的核心元件，許多其他主電路元器件的參數(shù)設(shè)計(jì)都依賴于變壓器的參數(shù)，因此應(yīng)該首先進(jìn)行變壓器的設(shè)計(jì)。高頻變壓器工作時(shí)的電壓、電流都不是正弦波，因此其工作狀況同工頻變壓器是很不一樣的，設(shè)計(jì)公式也有所不

20、同。需要設(shè)計(jì)的參數(shù)是電壓比、鐵心的形式和尺寸、各繞組匝數(shù)、導(dǎo)體截面積和繞組結(jié)構(gòu)等，所依據(jù)的參數(shù)是工作電壓、工作電流和工作頻率等5。另外，變壓器兼有儲(chǔ)能,限流,隔離的作用.在磁心大小,原邊電感,氣隙大小,原,副邊線圈匝數(shù)的選擇,以及在磁心內(nèi)直流成分和交流成分之間的相互影響都應(yīng)在設(shè)計(jì)中細(xì)致考慮.第三章基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)按照設(shè)計(jì)的要求，基于單片機(jī)AT89C52的設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)以下功能：SA828的初始化及控制、ADC0809采樣的數(shù)據(jù)的處理和輸出顯示電壓頻率。選用單片機(jī)作為主控器件，控制部分的原理框圖如下：圖3-1控制系統(tǒng)原理框圖3.1系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)圖3-2為控制部分的電路原理圖。電路主要由

21、AT89C52單片機(jī)、四位顯示及驅(qū)動(dòng)電路、AD采樣電路、復(fù)位電路等組成。圖3-23.1.1AT89C52單片機(jī)AT89C52是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8為單片機(jī)，片內(nèi)含8kbytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及8052善拼引腳兼容，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大AT89C52單片機(jī)適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場(chǎng)合。6主要性能參數(shù)：與MCS-51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容8k字節(jié)可充擦寫Flash閃速存儲(chǔ)器

22、1000次擦寫周期全靜態(tài)操作：0Hz24MHz三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器2568字節(jié)內(nèi)部RAM32個(gè)可變成I/O口線3個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器8個(gè)中斷源可編程串行UART通道低功耗空閑和掉電模式功能特性概述：AT89C52提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器，256字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I/O口線，3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量?jī)蓸O中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C52可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作

23、并禁止其他所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。引腳功能：Vcc：電源電壓GND：地P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口P0寫“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。P1口：P1是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口P1寫“1”，

24、通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。與AT89C51不同之處是，P1.0和P1.1還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的外部技術(shù)輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX）。Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8位地址。P2口：P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口P2寫“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器

25、或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVXDPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問(wèn)8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVXRI指令）時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)P3口寫入“1”時(shí)，他們被內(nèi)部上拉電阻拉高可作為輸入端口。此時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流。P3口出了作為一般的I/O線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表：端口引腳第二功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）

26、P3.2（外中斷0）P3.3（外中斷1）P3.4T0（定時(shí)/計(jì)數(shù)器0）P3.5T1（定時(shí)/計(jì)數(shù)器1）P3.6（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）此外，P3口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。對(duì)于本次設(shè)計(jì)的引腳使用情況如下：P1口：控制LED數(shù)碼管8位段碼;P3.0，P3.1，P3.4，P3.5：數(shù)碼管位選通口;XTAL：接晶振;RST：接復(fù)位電路;P0：ADC0809的結(jié)果輸

27、入；SA828的控制字口;P2.0：SA828的片選;P2.7：ADC0809的片選;P3.2：外部中斷0.AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8KB的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和2568位的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、6個(gè)中斷源、低功耗空閑和掉電方式等特點(diǎn)。器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，可以滿足系統(tǒng)要求。系統(tǒng)采用5V電源電壓，外接12M晶振。3.1.2顯示電路顯示的方法分為動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示。所謂靜態(tài)顯示就是在同一時(shí)刻只顯示一種字符，

28、其顯示方法簡(jiǎn)單，只需將顯示段碼送至段碼口，并把位控字送至位控口即可。動(dòng)態(tài)顯示是利用人眼對(duì)視覺的殘留效應(yīng)，采用動(dòng)態(tài)掃描顯示的方法。7本設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)顯示，顯示電路采用四位一體共陽(yáng)極LED數(shù)碼管，從P1口輸出段碼，位選控制端接于P3.0,P3.1,P3.4,P3.5。段驅(qū)動(dòng)采用74LS245，位選驅(qū)動(dòng)采用74LS244。硬件連接圖如下：圖3-3顯示部分硬件連接圖3.1.3A/D轉(zhuǎn)換電路A/D轉(zhuǎn)換器采用集成電路0809完成，0809是8位MOS型A/D轉(zhuǎn)換器。1).主要特性8路8位AD轉(zhuǎn)換器，即分辨率8位;具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?轉(zhuǎn)換時(shí)間為100s;單個(gè)5V電源供電;模擬輸入電壓范圍05V，不需零點(diǎn)和滿刻

29、度校準(zhǔn);工作溫度范圍為-4085攝氏度；低功耗，約15mW。2).內(nèi)部結(jié)構(gòu)ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式AD轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關(guān)樹型DA轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、三態(tài)輸出鎖存器等其它一些電路組成。因此，ADC0809可處理8路模擬量輸入，且有三態(tài)輸出能力，既可與各種微處理器相連，也可單獨(dú)工作。輸入輸出與TTL兼容。圖3-4ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖3).外部特性（引腳功能）ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖3-5所示。下面說(shuō)明各引腳功能。IN0IN7：8路模擬量輸入端。2-12-8：8位數(shù)字量輸出端。ADD

30、A、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路。如表所示。ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。圖3-5ADC0809引腳圖START：AD轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，輸入，高電平有效。EOC：AD轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng)AD轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入，高電平有效。當(dāng)AD轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。要求時(shí)鐘頻率不高于640KHZ。REF（+）、REF（-）：基準(zhǔn)電壓。Vcc：電源，單一5V。GND：地。表3-6ADDA、ADDB、ADDC真值表ADC0809的工作過(guò)

31、程是：首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。直到AD轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖剑甘続D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。當(dāng)OE輸入高電平時(shí)，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。4).AD0809與控制電路的連接如下圖:圖3-7AD0809的連接電路3.1.4SPWM波形電路由于逆變開關(guān)管的開關(guān)時(shí)間要由載波與調(diào)制波的交點(diǎn)來(lái)決定。在調(diào)制波的頻率、幅值和載波的頻率這3項(xiàng)參數(shù)中不論哪一項(xiàng)發(fā)生變化時(shí)，都使得

32、載波與調(diào)制波的交點(diǎn)發(fā)生變化。因此，在每一次調(diào)整時(shí)，都要重新計(jì)算交點(diǎn)的坐標(biāo)。顯然，單片機(jī)的計(jì)算能力和速度不足以勝任這項(xiàng)任務(wù)。過(guò)去通常的作法是：對(duì)計(jì)算作一些簡(jiǎn)化，并事先計(jì)算出交點(diǎn)坐標(biāo)將其制成表格，使用時(shí)進(jìn)行查表調(diào)用。但即使這樣，單片機(jī)的負(fù)擔(dān)也很重。為了減輕單片機(jī)的負(fù)擔(dān)，一些廠商推出了專用于生成三相或單相SPWM波控制信號(hào)的大規(guī)模集成電路芯片，如HEF4752、SLE4520、SA828、SA838等等。采用這樣的集成電路芯片，可以大大地減輕單片機(jī)的負(fù)擔(dān)，使單片機(jī)可以空出大量的機(jī)時(shí)用于檢測(cè)和監(jiān)控。這里詳細(xì)介紹SA828三相SPWM波控制芯片的主要特點(diǎn)、原理和編程。3.1.5SA828主要特點(diǎn).適用于

33、英特爾和摩托羅拉兩種總線格式,接口通用性好,編程，操作簡(jiǎn)單,方便,快捷。.應(yīng)用常用的對(duì)稱的雙邊采樣法產(chǎn)生PWM波形,波形產(chǎn)生數(shù)字化,無(wú)時(shí)漂,無(wú)溫漂穩(wěn)定性好。.在外接時(shí)鐘頻率為12.5MHZ時(shí)載波頻率可高達(dá)24KHZ,可實(shí)現(xiàn)靜音運(yùn)行。最小脈寬和死區(qū)時(shí)間通過(guò)軟件設(shè)置完成,既節(jié)約了硬件成本,又使修改靈活方便。調(diào)制頻率范圍寬,精度高(12位),輸出正弦波頻率可達(dá)4KHZ,可實(shí)現(xiàn)高頻率高精度控制及光滑的變頻.。.在電路不變的情況下,通過(guò)修改控制暫存器參數(shù),就可改變逆變器性能指標(biāo),驅(qū)動(dòng)不同負(fù)載或工作于不同工況。.可通過(guò)改變輸出SPWM脈沖的相序?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。.獨(dú)立封鎖端可瞬時(shí)封鎖輸出PWM脈沖亦使微處

34、理器防止突然事件的發(fā)生。3.1.6SA828工作原理SA828是MITEL公司推出的一種專用于三相SPWM信號(hào)發(fā)生和控制的集成芯片。它既可以單獨(dú)使用，也可以與大多數(shù)型號(hào)的單片機(jī)接口。該芯片的主要特點(diǎn)為：全數(shù)字控制；兼容Intel系列和MOTOROLA系列單片機(jī)；輸出調(diào)制波頻率范圍04kHz;12位調(diào)速分辨率；載波頻率最高可達(dá)24kHz；內(nèi)部ROM固化波形：可選最小脈寬和延遲時(shí)間(死區(qū))；可單獨(dú)調(diào)整各相輸出以適應(yīng)不平衡負(fù)載。8SA828采用28腳的DIP和SOIC封裝。其引腳如圖3-8所示。各引腳的功能如下：(1)輸入類引腳說(shuō)明AD0AD7：地址或數(shù)據(jù)輸入通道。SETTRIP：通過(guò)該引腳，可以快

35、速關(guān)斷全部SPWM信號(hào)輸出,高電平有效。：硬件復(fù)位引腳，低電平有效。復(fù)位后,寄存器的、WTE和RST各位為0。CLK：時(shí)鐘輸入端，SA828既可以單獨(dú)外接時(shí)鐘，也可以與單片機(jī)共用時(shí)鐘。：片選引腳。、ALE：用于“”模式，分別接收寫、讀、地址鎖存指令。INTEL模式下ALE的下降沿傳送地址，的上升沿給SA828寫數(shù)據(jù)。在此模式下不用。R、AS、DS：用于“R”模式，分別接收讀寫、地址、數(shù)據(jù)指令。MOTOROLA模式下，AS的下降沿傳送地址，當(dāng)R為低電平時(shí)，DS的下降沿給SA828寫數(shù)據(jù)（接底電平）(2)輸出類引腳說(shuō)明圖3-8RPHB、YPHB、BPHB：這些引腳通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制逆變橋的R、Y、B

36、相的下臂開關(guān)管。RPHT、YPHT、BPHT：這些引腳通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制逆變橋的R、Y、B相的上臂開關(guān)管。它們都是標(biāo)準(zhǔn)TTL輸出每個(gè)輸出都有12mA的驅(qū)動(dòng)能力，可直接驅(qū)動(dòng)光偶。：該引腳輸出個(gè)封鎖狀態(tài)。當(dāng)SETTRIP有效時(shí)，為低電平、表示輸出已被封鎖。它也有12mA的驅(qū)動(dòng)能力，可直接驅(qū)動(dòng)一個(gè)LED指示燈。ZPPR、ZPPY、ZPPB：這些引腳輸出調(diào)制波頻率。WSS：該引腳輸出采樣波形。3.1.7內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理SA828內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-9所示。來(lái)自單片機(jī)的數(shù)據(jù)通過(guò)總線控制和譯碼進(jìn)入初始化寄存器或控制寄存器，它們對(duì)相控邏輯電路進(jìn)行控制。外部時(shí)鐘輸入經(jīng)分頻器分成設(shè)定的頻率，并生成三角形載波，三角載

37、被與片內(nèi)ROM中的調(diào)制波形進(jìn)行比較，自動(dòng)生成SPWM輸出脈沖。通過(guò)脈沖刪除電路，刪去比較窄的脈沖(如圖3-10所示)，因?yàn)檫@樣的脈沖不起任何作用，只會(huì)增加開關(guān)管的損耗。通過(guò)脈沖延遲電路生成死區(qū)，保證任何橋臂上的兩個(gè)開關(guān)管不會(huì)在狀態(tài)轉(zhuǎn)換期間短路。圖3-9SA828的內(nèi)部結(jié)構(gòu)片內(nèi)ROM存有正弦波形。寄存器列陣包含3個(gè)8位寄存器和2個(gè)虛擬寄存器。他的虛擬寄存器R3的寫操作結(jié)果是R0,R1,R2中的數(shù)據(jù)寫入控制寄存器。虛擬寄存器R4的寫操作結(jié)果是R0,R1,R2中的數(shù)據(jù)寫入初始化寄存器。各寄存器地址如表3-11所列。圖3-10脈沖序列中的窄脈沖AD2AD1AD0寄存器功能000R0暫存數(shù)據(jù)001R1暫

38、存數(shù)據(jù)010R2暫存數(shù)據(jù)011R3傳控制數(shù)據(jù)100R4傳初始化數(shù)據(jù)表3-11其工作過(guò)程可簡(jiǎn)析如下：由于調(diào)制波形關(guān)于90度，180度，270度對(duì)稱，故波形ROM中僅有090度的波形瞬時(shí)幅值，采樣間隔0.23度,90度內(nèi)共384組8位采樣值存入ROM中，每個(gè)采樣值線性的表達(dá)正弦波的瞬時(shí)值,通過(guò)相位控制邏輯，將它組成0360度的完整波形.該調(diào)制波與載波比較產(chǎn)生三相六路雙極性PWM調(diào)制波形.其經(jīng)脈沖寬度取消電路，將脈沖寬度小于取消時(shí)間的脈沖去掉,再經(jīng)脈沖延時(shí)電路引入死區(qū)時(shí)間，從而保證了在轉(zhuǎn)換瞬間高，低端功率開關(guān)不會(huì)出現(xiàn)共同導(dǎo)通現(xiàn)象。圖3-9中24位初始化暫存寄存器,可用來(lái)設(shè)置輸出波形參數(shù)，例如載波頻率

39、，最小脈寬，脈沖取消時(shí)間計(jì)數(shù)器置”0”圖3-12Intel總線時(shí)序等。一經(jīng)設(shè)置好，運(yùn)行中不允許改變。24位控制寄存器，用來(lái)調(diào)整改變調(diào)制波頻率，幅值，輸出關(guān)閉，過(guò)調(diào)制選擇，開機(jī)關(guān)機(jī)等.上述設(shè)置和調(diào)整均通過(guò)微處理器或微控制器發(fā)出指令，數(shù)據(jù)先存入三個(gè)8位暫存寄存器R0，R1，R2中，然后通過(guò)R3和R4分別傳送給24位初始化寄存器和24位控制寄存器。初始化或調(diào)整時(shí)，端要置0。SA828由外配的微處理器通過(guò)復(fù)用MOTEL總線控制，并與外配的微處理器接口，該接口總線有自動(dòng)適應(yīng)英特爾和摩托羅拉兩種總線格式及工作時(shí)序的能力（兩種總線的工作時(shí)序如圖3-12和3-13），在電路啟動(dòng)運(yùn)行后,當(dāng)AS/ALE端從低電平

40、變?yōu)楦唠姇r(shí)，內(nèi)部檢測(cè)電路鎖存DS/的狀態(tài)，若檢測(cè)結(jié)果為高電平則自動(dòng)進(jìn)入英特爾模式，若檢測(cè)結(jié)果為低電平，則選擇摩托羅拉模式工作，總線連接和定時(shí)信息相對(duì)所用微處理器而言，這個(gè)過(guò)程在每次AS/ALE變?yōu)楦唠娖綍r(shí)要進(jìn)行，實(shí)際中模式選擇由系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)定。圖3-13Motorola總線時(shí)序3.1.8SA828初始化寄存器編程初始化是用來(lái)設(shè)定與電機(jī)和逆變器有關(guān)的基本參數(shù)。它包括載波頻率設(shè)定、調(diào)制波頻率范圍設(shè)定、脈沖延遲時(shí)間設(shè)定、最小刪除脈寬設(shè)定、幅值控制。初始化編程時(shí)，即設(shè)定各寄存器內(nèi)容。下面分別介紹這些內(nèi)容的設(shè)定。9(1)載波頻率設(shè)定載波頻率(即三角波頻率)越高越好，但頻率越高損耗會(huì)越大，另外，還受開關(guān)管最

41、高頻率限制，因此要合理設(shè)定。設(shè)定字由CFS0-CFS2這3位組成。載波頻率通過(guò)下式(31)求出。式中K為時(shí)鐘頻率,n值的二進(jìn)制數(shù)即為載波頻率設(shè)定字，可以取1，2，4，8，16或32。由于K=12MHz，當(dāng)n=1時(shí)，反算得=23.4375KHz,考慮到(max)=24KHz,=128,=10.67s最小脈寬為5.67s。(5)幅值控制AC是幅值控制位。當(dāng)AC0時(shí)，控制寄存器中的R相的幅值就是其他兩相的幅值。當(dāng)AC=l時(shí)，控制寄存器中的R、Y、B相分別可以調(diào)整各自的幅值，以適應(yīng)不平衡負(fù)載。初始化寄存器通常在程序初始化時(shí)定義。這些參數(shù)專用于逆變電路中因此，在操作期間不應(yīng)該改變它們。如果一定要修改，可

42、先用控制寄存器中的來(lái)關(guān)斷SPWM輸出，然后再進(jìn)行修改。3.1.9SA828控制寄存器編程控制寄存器的作用包括調(diào)制波頻率選擇(調(diào)速)、調(diào)制波幅值選擇(調(diào)壓)、正反轉(zhuǎn)選擇、輸出禁止位控制、計(jì)數(shù)器復(fù)位控制、軟復(fù)位控制。控制數(shù)據(jù)仍然是通過(guò)RoR2寄存器輸入并暫存，當(dāng)向R3虛擬寄存器寫操作時(shí)將這些數(shù)據(jù)送入控制寄存器。(1)調(diào)制波頻率選擇調(diào)制波頻率選擇字由PFS0PFS7這8位組成。通過(guò)下式(3-5)求得值，它的二進(jìn)制數(shù)即是調(diào)制波頻率選擇字。取=400Hz,=488.28Hz,得=3355.45179(2)調(diào)制波幅值選擇通過(guò)改變調(diào)制波幅值來(lái)改變輸出電壓有效值，達(dá)到變頻同時(shí)變壓的目的。輸出電壓的改變要根據(jù)U

43、/f曲線，隨頻率變化進(jìn)行相應(yīng)的變化。調(diào)制波幅值是借助于8位幅值選擇字(RAMP、YAMP、BAMP)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。每一相都可以通過(guò)計(jì)算下式%(3-6)求出A值，它的二進(jìn)制數(shù)即為幅值選擇字(即RAMP或YAMP或BAMP)。式中的就是調(diào)壓比，注意，初始化寄存器的AC位決定了R相幅值是否代表另二相幅值。=91.8=92(3)輸出禁止位控制輸出禁止位。當(dāng)0時(shí)，關(guān)斷所有SPWM信號(hào)輸出。(4)計(jì)數(shù)器復(fù)位控制計(jì)數(shù)器復(fù)位位，當(dāng)0，使內(nèi)部的相計(jì)數(shù)器置為0(R相)。(5)軟復(fù)位控制RST是軟復(fù)位位。它與硬復(fù)位有相同的功能。高電平有效。SPWM波形的產(chǎn)生，選擇專用的芯片SA828，如前面所講，這里不再論述。它和單片

44、機(jī)的接口如下圖所示：3.2系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)3.2.1初始化程序系統(tǒng)上電時(shí),初始化程序?qū)?shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)清零。3.2.2主程序完成定時(shí)器的初始化，開各種中斷，循環(huán)調(diào)用各個(gè)子程序。包括電壓顯示子程序、AD轉(zhuǎn)換子程序、828初始化子程序。主程序流程圖見圖程序清單如下:START:SETBIT1;選擇INT1為邊沿觸發(fā)方式SETBEX1;開外中斷1SETBEA;開總控制中斷CLRPX1;外中斷1為低優(yōu)先級(jí)SETBIT0;脈沖下降沿觸發(fā)外中斷0SETBEX0;開外中斷0MOVTMOD,#01H;T0工作在定時(shí)，方式1SETBPX0;外中斷0為高優(yōu)先級(jí)MOVTH0,#00HMOVTL0,#00HACALLKAIS

45、HIACALLINCADCAJMPSTART3.2.3SA838初始化及控制子程序按照單片機(jī)與SA828的接線圖，P2.0作為SA828的片選控制口，因此SA828的起始地址為FE00H。系統(tǒng)上電復(fù)位之后首先對(duì)SA828寫初始化字和控制字。具體計(jì)算如前面所述。流程圖如下：程序清單如下：CLRP2.1;禁止PWM輸出MOVA,#80H;SA828初始化寄存器MOVDPTR,#0FE00H;SA828地址MOVXDPTR,A;給R0寫數(shù)據(jù)INCDPTRMOVA,#60HMOVXDPTR,A;給R1寫數(shù)據(jù)INCDPTRMOVA,#04HMOVXDPTR,A;給R2寫數(shù)據(jù)INCDPTRINCDPTRM

46、OVXDPTR,A;給初始化寄存器R4寫數(shù)據(jù)MOVA,#1BH;SA828控制寄存器MOVDPTR,#0FE00H;SA828地址MOVXDPTR,A;給R0寫數(shù)據(jù)INCDPTRMOVA,#2DHMOVXDPTR,A;給R1寫數(shù)據(jù)INCDPTRMOVA,#05CHMOVXDPTR,A;給R2寫數(shù)據(jù)INCDPTRMOVXDPTR,A;給控制寄存器R3寫數(shù)據(jù)SETBP2.1;允許PWM輸單片機(jī)對(duì)采樣到的輸出如做PI調(diào)節(jié)計(jì)算轉(zhuǎn)換為電壓幅值控制字后，需要重新寫入控制字，其方法是相同的。3.2.4ADC0809的控制及數(shù)據(jù)處理子程序單片機(jī)與ADC0809的接線圖所示，P2.7作為ADC0809的片選控制

47、口，因此ADC0809的起始地址為7F00H。如圖所示，ADC0809的地址選擇線接地，固定8路模擬數(shù)據(jù)輸入端重IN-0為電壓采樣輸入端。ADC0809的CLK信號(hào)是從AT89C52的ALE端經(jīng)四分頻器74LS74分頻后得到的，工作頻率為500HZ，轉(zhuǎn)換時(shí)間為128us左右，據(jù)此設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)時(shí)間，延時(shí)時(shí)間一到，采用查詢方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。即用軟件測(cè)試EOC（P3.1）的狀態(tài)，若測(cè)試結(jié)果為1，則轉(zhuǎn)換結(jié)束接著進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，否則等待，直到測(cè)試結(jié)果為1。因?yàn)锳DC0809的最大輸入電壓為5V，其轉(zhuǎn)換結(jié)果FFH對(duì)應(yīng)5V。所以FFH對(duì)應(yīng)的輸入應(yīng)大于等于5V，表示輸入超過(guò)量程。本設(shè)計(jì)中FFH對(duì)應(yīng)36V，其轉(zhuǎn)換

48、公式為，X=，因此程序中有二進(jìn)制轉(zhuǎn)換及乘14子程序，除以100處理為小數(shù)點(diǎn)固定顯示在次低位。另外，考慮到系統(tǒng)存在電磁干擾，采用了中值濾波子程序進(jìn)行軟件抗干擾。中值濾波對(duì)于去掉由于偶然因素引起的波動(dòng)或采樣器不穩(wěn)定而造成的誤差所引起的脈動(dòng)干擾比較有效。中值濾波之后將最優(yōu)值存于6AH中再進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理。流程圖如圖下面是程序清單：INCADC:MOVR0,#2CHMOVR2,#03HSAMP:MOVDPTR,#7F00H;AD0809端口地址送DPTRMOVA,#00H;輸入通道0選擇MOVXDPTR,A;啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換MOVR7,#0FFH;延時(shí)查詢方式DELAY:DJNZR7,DELAYLOOP1:JBP3.1,T1;查詢p3.1是否為1JNBP3.1,LOOP1T1:MOVXA,DPTR;讀取從IN0輸入的轉(zhuǎn)換結(jié)果MOVR0,AINCR0DJNZR2,SAMP以下是數(shù)字濾波程序流程圖及程序清單：FILTER:MOVA,6CHCJNEA,6DH,CMP1AJMPCMP2CMP1:JNCCMP2XCHA,6DHXCHA,6CHCMP2:MOVA6DHCJN