2-3b毕业设计正文、结论、参考文献标准格式理工科学生用

2-3b毕业设计正文、结论、参考文献标准格式理工科学生用内容摘要：

出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）四个 TTL 逻辑门电路。 对端口写“ 1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作 为输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（ IIL） .. 和 还可分别作为定时器、计数器 2的外部计数输入（ ）和输出（ ）。 Flash 编程和程序校验期间， P1 口接受低 8位地址。 本 科 毕 业 设 计 第 18 页 共 52 页 P2 口： P2口是一个带有内部上拉电阻的 8位双向 I/O 口， P2口的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）四个 TTL 逻辑门电路。 对端口 P2写 ” 1” ,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。 作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输 出一个电流（ IIL）。 在访问外部程序存储器或 16位的外部数据存储器时， P2 口送出高 8 位地址数据。 在访问 8 位地址的外部数据存储器时， P2 口输出 P2 锁存器的内容。 Falsh 编程和程序校验时 P2 口亦接收高位地址和一些控制信号。 P3 口： P3口是一组带有内部上拉电阻的 8位双向 I/O 口， P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）四个 TTL 逻辑门电路。 对 P3 口写入“ 1”时，它们被内部上拉电阻拉高并作为输入口。 此时，被外部拉低的 P3口将用上拉电阻输出电流（ I2L）。 P3口除了作为一般的 I/O口线外，更重要的用途是它的第二功 能，如表 所示 表 P3口的第二功能定义 端口引脚 第二功能 RXD（串行输入 口 ） TXD（串行输出 口 ） INT0 (外部中断 0) INT1 (外部中断 1) T0（定时 /计时器 0 T1（定时 /计时器 1 WR (外部数据存储器写选通 ) RD (外部数 据存储器写选通 ) 本设计采用 P3口的第二功能 基于 SA4828的变频器设计 SA4828 的性能特点 SA4828 是英国 MITEL 公司研制出的一种专门用于三相 SPWM 信号发生和控制的集成电路芯片，可以和单片机接口，完成对交流电动机的变频调速。 它采用 28 引脚，分 DIP和 SOIC 两种封装，内部具有总线控制及译码电路，有多种寄存器和相控逻辑电路。 外 本 科 毕 业 设 计 第 19 页 共 52 页 部时钟输入经分频器分成设定的频率，并生成三角形载波，三角载波与所选定的片内三种调制波形进行比较，自动生成 SPWM 输出脉冲，然后通过脉冲删除电路 删除窄脉冲，通过脉冲延迟电路生成死区，从而保证桥上的管子不会在状态转换期间导通短路。 芯片的主要特性是：全数字控制；兼容 Intel 和 Motorola 系列的单片机；载波频率最高可达 24kHz；输出调制波频率范围为 0~4kHz； 16 位调速分辨率； 8位调压分辨率；内部 ROM固化 3 种可选波形：具有正弦型、增强型和高效型 3 种 PWM 波形； 可设定死区时间和删除最小脉宽；可实现正反转控制（符合所设计系统的需要）；可以单独设定各相的输出电压幅值以适应不平衡负载；有看门狗定时器，可以有效的防止程序陷于无止境的循环，因为 SA4828 有内部看门狗电路，所以单片机不须再外加看门狗电路。 SA4828 的引脚功能 SA4828 的引脚功能如图 ，可分为 3 类信号： a) 与单片机的接口信号。 AD0~AD7 ， CS WR ， RD ， ALE 可直接与地址 /数据复用的单片机相连。 此时，总线选择信号 MUX 接 +5V，地址 /数据 引脚 RS 不用。 b) 输入信号。 CS 为片选信号； CLK 为时钟信号，最高频率 ； RESET 为复位信号，禁止输出； SET TRIP 为关断信号，高电平时可快速关断全部 SPWM 信号。 c) 输出信号。 RT， YT， BY 控制三相逆变桥的 3个上桥臂的开关管； RB， YB， BB控制三相逆变桥的 3 个下桥臂的开关管。 他们是标准的 TTL 信号，有 12mA 的驱动能力，可直接驱动光耦。 ZPPR 输出调制波的频率； WSS 输出采样波形； TRIP 为封锁状态， SET TRIP 有效时，该引脚为低电平表明输出已被封锁，可接 LED 指示灯。 d) 因为 SA4828有内部看门狗电路，所以单片机不须再外加看门狗电路。 本 科 毕 业 设 计 第 20 页 共 52 页 图 由 SA4828 构成的变频调速系统如图 所示。 首先由键盘输入给定的转速0n (r/min)，单片机把它换算成要输出的频率和电压的控制字，写入到 SA4828 的控制寄存器，启动 SA4828。 从 RT~BB 的 6个引脚输出响应频率和电压的 SPWM 控制信号，经驱动电路隔离后，分别控制智能功率模块 IPM 的 6 个 IGBT 的导通与截止，最后在 3 个输出端上产生对称的三相 SPWM 电压，以驱动交流电动机运转。 利用转速编码器可以构成闭环调速系统，提高转速控制的精度。 IPM 的故障检测信号接到 SA4828 的 SET TRIP 端，一旦 IPM 发生过流、过热、短路和欠压等情况，将立即切断 SA4828 的 6 路输出信号，使 IPM得到保护。 WR RD ALE MUX RS CS CLK RESET SET TRIP RT RB YT YB BT BB ZPPR WSS TRIP SA4828 70 ~ ADAD 本 科 毕 业 设 计 第 21 页 共 52 页 图 变频调速系统 SA4828 的控制方法 SA4828 的设置是通过单片机接口将数据送入 SA4828芯片内的两个寄存器（初始化寄存器和控制寄存器）来实现的。 初始化寄存器用于设定与交流电动机有关的基本参数，这些参数要在 PWM 输出端允许输出前设定，系统工作以后不允许改变。 控制寄存器是在工作过程中控制输出脉宽调制波的状态，从而进一步控制交流电动机的运行状态，通常在工作时，该寄存器的内容常被改写，以实现实时对交流电动机的速度进行控制。 参数的设定是通过 8个暂存器 R0、 R R R R R R1 R15 来传送的。 初始化参数要先写入 R0～ R5，然后通过对 R14 的写操作将参数送入初始化寄存器，再将控制参数写入 R0～ R5，并通过对 R15 的写操作将参数送入控制寄存器。 各控制寄存器的地址见表。 表 各控制寄存器的地址 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 显示 键盘 A/D 单 片 机 89 C52 SA4828 驱动电路 TLP 逆变电路 IPM 电动机 本 科 毕 业 设 计 第 22 页 共 52 页 R4 0 1 0 0 04H R5 0 1 0 1 05H R14 1 1 1 0 0EH R15 1 1 1 1 0FH 初始化参数的设置 初始化是用来设定与电动机有关的基本参数。 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、最小删除脉宽设定、调制波形选择、幅值控制、看门狗时间常数设定等。 表 ， R0～ R5 各寄存器的内容。 表 ， R0～ R5 各寄存器的内容 寄存器 7 6 5 4 3 2 1 0 R0 FRS2 FRS1 FRS0 CFS2 CFS1 CFS0 R1 PDT6 PDT5 PDT4 PDT3 PDT2 PDT1 PDT0 R2 PDY5 PDY4 PDY3 PDY2 PDY1 PDY0 R3 AC 0 0 WS1 WS0 R4 WD15 WD14 WD13 WD12 WD11 WD10 WD9 WD8 R5 WD7 WD6 WD5 WD4 WD3 WD2 WD1 WD0 a)载波频率设定。 载波频率（三角波频率）设定字由 CFS0～ CFS2 这 3 位组成。 理论上，载波频率越高越好，但频率越高损耗会越大，另外，还受开关管最高频率的限制，因此要合理设定。 载波频率的计算 式为 ： CARRf =12512  nCLKf （ ） 式中 ： CLKf 为时钟频率， n的二进制数即为载波频率设定字。 系统采用 12MHz的晶振频率，则 CLKf =6MHz，取 n=2，即 CFS2～ CFS0=010B，则 CARRf =。 b)调制波频率范围（最高调制频率）设定。 调制波频率范围 设定字是由 FRS0～ FRS2 这三位组成。 调制波频率决定了电动机的转速，因此应先根据电动机的调速范围，计算调制波频率范围。 本 科 毕 业 设 计 第 23 页 共 52 页 调制波频率范围为 ： RANGEf =3842mCARRf  （ ） 式中 ： m值的二进制数即为调制波频率范围设定字。 取 m=5，即 FRS2～ FRS0=010B，则 RANGEf =。 c)脉冲延迟时间（死区时间）设定。 该设定字由 PDY0～ PDY5 这 6 位组成。 脉冲延迟时间为： PDYt =51263 CARR PDYf n （ ） 式中： PDYn 的二进制数即是脉冲延迟时间设定字。 取 PDY5～ PDY0=111011B，则PDYt = s。 d)脉冲取消时间设定。 该设定字由 PDT0～ PDT6 这 7位组成。 脉冲取消时间为 ： PDTt =512127 CARR PDYf n=最小脉宽 +死区时间 （ ） 式中 ： PDTn 的二进制数即是最小删除脉宽设定字。 取最小脉宽为 10μ s，则 PDT=116，即 PDT6～ PDT0=1110100B。 e)调制波形选择。 调制波形选择是通过波形选择字 WS0、 WS1 这 2 位来完成的。 根据 WS0、 WS1可选择纯正弦波、增强型波、高效波三种调制波形。 为了提高输出电压采用高效 PWM波，则 WS WS0取 10B。 f)幅值控制。 幅值控制通过对 AC位的设定来选择控制寄存器中的幅值，以适应平衡负载或不平衡负载。 本设计采用三相幅值同时控制，则取 AC=0。 控制寄存器参数的设置 控制寄存器的作用主要是对调制波频率（调速）、调制波幅值选择（调压）、正反转选择、输出禁止位控制等进行控制。 其方法是通过对 R0～ R5寄存器输入并暂存，当向R15虚拟寄存器进行写操作时，才将这些数据送入控制寄存器。 R0～ R5各寄存器的内容见表。 表 ， R0～ R5 各寄存器的内容 寄存器 7 6 5 4 3 2 1 0 R0 PFS7 PFS6 PFS5 PFS4 PFS3 PFS2 PFS1 PFS0 本 科 毕 业 设 计 第 24 页 共 52 页 寄存器 7 6 5 4 3 2 1 0 R1 PFS15 PFS14 PFS13 PFS12 PFS11 PFS10 PFS9 PFS8 R2 RST WTE CR INH F /R R3 Ramp7 Ramp6 Ramp5 Ramp4 Ramp3 Ramp2 Ramp1 Ramp0 R4 Bamp7 Bamp6 Bamp5 Bamp4 Bamp3 Bamp2 Bamp1 Bamp0 R5 Yamp7 Yamp6 Yamp5 Yamp4 Yamp3 Yamp2 Yamp1 Yamp0 a)调制波频率选择字。 调制波频率选择字由 PFS0～ PFS15这 16位组成，通过下式求得。 式中， PESn 值的二进制数即为调制波频率选择字。 调制波频率 ： POWERt = PFSfRANGE 65536 （ ） b)调制波幅值选择字。 改变调制波幅值是用来改变输出电压，以达到变频同时变压的目的。 调制波幅值是借助于 8位幅值选择字（ Ramp、 Yamp、 Bamp）来实现的，其每一相都可以通过下式来计算，式中 An 值的二进制数即为调制波幅值选择字。 调制波幅值 ： POWERA = %100255An （ ） 由于采用三相 幅值统一控制，所以调制波幅值选择字 An 存放于寄存器 R3（ Ramp）中，R4（ Yamp）、 R5（ Bamp）内容无效。 c)正反转选择字。 正反转选择位 /R控制三相 PWM 输出的相序。 F /R=0时正转， F /R=1 时反转。 . 6 控制系统的实现 如实际系统要求 ： 调制波频率范围为 0～ 50Hz，载波频率为 ，实际脉冲取消时间为 ，死区延迟时间为 ，系统采用高效波形，使用看门狗。