单片机控制变频调速的设计

PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANIII前言的运行方式，给人们留下了深刻的印象。在此基础上，调速系统主电路采用了交-直-IGBT作为主SPWM波形的生成原理，从硬件和软件上探讨了基IGBTPWM经相关的实验及仿真波形分析，表明该系统满足预期的设计要求。第一章 交流变频技术 5交流变频调速技术的发展与研究现状 5变频调速技术的优点和发展方向 5相关技术分析 8本章小结 9第二章 系统方案 11系统主电路方案的确定 11系统控制电路方案的确定 13系统总体结构框图 14本设计所要完成工作 15本章小结 15第三章 系统主电路设计 16主电路工作原理 16系统主电路参数设计与选择 18本章小结 21第四章系统硬件设计 22触发控制电路框图 22SPWM生成原理 22MA818结构及工作原理 24单片机89e28rd2特性 25驱动电路EXB841介绍 26A/D转换 27本章小结 28第五章 软件设计 29数字PID控制 29数字滤波技术 33模数转换方式 365.4MA818编程 375.5.本章小结 39第六章结论 40参考文献 41结束语 42附录 43 电气自动化技术专业毕业综合实践报告 第-第-PAGE1241第一章交流变频技术交流变频调速技术的发展与研究现状在过去的几十年里,世界范围的工业进步的一个重要因素是工厂自动化程度的不,用于大功率传送带、机械手、桥式吊车、钢材扎制生产线以及塑料和合成纤维生产线等。50年代0.5%的调速20：150rad/s的快速暂态响应。以前，这样的传动装置几乎全部是直流电机的应用领域，并根据具体应用的需要配置各种结构的AC-DC变换器。然而，采用适当控制的感应电动机传动在高性能应用上已胜过直流其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式，成为现代调速传动的主论在性能、装置体积、设备维护还是在节能乃至环保等方面也都体现了巨大的优势。交流传动得以飞速发展，得益于以下几个方面：1、电力电子功率器件的发展2、控制理论的发展3、PWM技术的发展4、微处理器和专用集成电路(ASIC)的发展10项资源节10％～3040％，更重要的是生产中一些技术难点也得到解决。变频调速技术的优点和发展方向n60fnp(1s) 公式（1-1）是异步电动机的转差率，f是供电电源的频率。改变极对数作几挡的有级调速，该种电机通用性差，并且结构复杂、价格高、维护性差。改变电动机，即在转子上串电阻，因饶线式电机的结构限制，通常为有级调速。nff变频调速的优点：①调速范围宽，可以使普通异步电动机实现无级调速：②启动电流小，而启动转矩大；③启动平滑，消除机械的冲击力，保护机械设备；④对电机具有保护功能，降低电机的维修费用：⑤具有显著的节电效果：⑥通过调节电压和频率的关系方便地实现恒转矩或者恒功率调速：目前，变频调速己经成为异步电动机最主要的调速方式，在很多领域都得到了广泛的应用：而且随着一些新的交流电机调速理论（如：矢量控制和直接转矩控制和现代电力电子技术（IGBT、IPM、PIC）以及高效的处理器（如：DSP）等相关技交流变频调速技术是强弱电混合、机电一体的综合性技术。其发展的趋势大致为：1、主控一体化将功率芯片和控制电路集成在一饮芯片上使逆变功率和控制电路HVIC（IC）SOC（SystemonChip）念已被用户接受，随着功率做大，此产品在市场上极具竞争力。2、小型化紧凑型变流器要求功率和控制元件具有高的集成度，功率器件发热的改善和冷却技术的发展己成为重要原因。ABB公司将小型变频器定型为Comp－ACTM元件一样使用简牢，安装方便，安全可靠。3EMC国际标30～50MHZ15——20dB4、数字控制以高速微处理器为基础的数字控制模板有足够的能力实现各控制算法。5、网络化新型通用变频器可提供多种兼容的通信接口，支持多种不同的通信协RS485接口，可由个人计算机向通用变频器输入运行命令和设定功能码数Profibus－DPInterbus－SDeviceNetModbusPlusCC－Link、LONNORKS、Ethernet、CANOpen、T-LINK等通讯。如西门子、三菱、相关技术分析PWM技术PWM技术被广泛应用于电气传动、不间断电源、有源滤波器等中。已经不限于逆变技术，也覆盖了整流技术。如在整流电路中，采用自关断器件进行PWM控制，可使1，可望彻底解决对电网的污染问题。特别值得一提的是，由于PWM整流器和PWM逆变器组成的电压型变频器（也PWM变流器）无须增加任何附加电路，就可以允许能量双向传送，实现四象限PWM控制技术又有许多中，并且还在不断发展中。但从控制思想上分，它有以下四类：PWM法它是为克服PAM可调的方波电压而不能调压的缺点而发展来的，该法是从是PWM法中最简单的一种。其缺点是输出电压中除基波外，还含有较大的谐波分量。SPWM法它是为克服供电电源角度出发，着眼于如何产生一个可调频调压的三相对称正弦波电源。PWMPWM波。PWM法电力电子技术变频技术是建立在电力电子技术基础之上的。电力电子时代是从50年代末晶闸管断晶闸管GT，双极型大功率晶体管（BJTBPMOS场效应晶体管（MOSFET，绝缘门极双极型晶体管（IGBT，静态感应晶体管（SIT，静态感应晶闸管SIT，MOS控制的晶闸管（MCT）等。在这个不断发展的过程中，器件GTRMOSFETIPMPIC的过渡产品。IPMIGBT芯10-600AIPM的趋势。它具有开关速度快，驱动电流小，控制驱动更为简单，保护功能更为丰富等优势。其中IGBT作为第三代的电力电子器件，它的应用是变频器的性能有了很大的提高，主要表现为：发热减小,50%-70%30%；高载波控制，使输出电流波形有明显的改善；提高开关频率，实现了电机运行的静音化；驱动功率减小，体积趋于更小。本章小结点和发展方向；在最后介绍了本论文所涉及到的相关技术（PWM术等，并进行了相关分析。第二章 系统方案速中的应用提供了物质基础。本章将分别对系统主电路和控制电路的几种可能实现的方案进行充分论证的基础上，提出了系统采纳的方案以及说明选用该方案的原因。系统主电路方案的确定在交流变频调速系统中，主回路作为直接执行机构，其可靠性和稳定性直接影响着系统的运转，因此，必须根据系统设计的要求选择合适的主电路。主电路结构的选择路有交-交电路和交-直-交电路。交-交变频电路有一个变换环节就可以把恒压恒频 (CVCF)的交流电源变换成VVVF电源，常用的交-交变频电路输出的每一相都是一个两相功率器件整流装置可逆线路当正向组工作在整流状态反向组工作在逆变状态时交流电机得到的是电压反之电机绕组得到的是负电压只要控制两相反并联的桥组不断的处于整和逆变工作状态，就能将电网电压变成变频电源。但交-交变频电路有以下缺点：输出上限频率由于交-交变频电路的输出电压是由若干段电网电压拼凑50HZ时，交-20HZ输出功率因数 交-交变频电路的输出是通过相控的方法的得到的因此在输入端需要提供所需的无功电流随着负载功率因数的降低和电源幅值的减小所需的无功电流增加，所以输出功率因数低；接线复杂，使用的功率器件多。所以，交-交变频电路主要用于转速在600r/min以下的大功率交流调速装置中。交-直-交变频电路实现由整流器将电网中的交流电整流成直流电，经过滤波，然-直-交电压型和交-直-交电流型两类。当中间环节采用大电容滤波时，直流电压波形出电压也是矩形波或阶梯波。中主电路选择了电压源型交-直-1所示。主电源的选择出电压值，只有通过后面环节（逆变器可以控制电压大小。本设计面向的是不需要图1 交-直-交电压型变频主电路逆变功率器件的选择SCR、GTO、BJT、GTRIGBTMOSFETMCT导通容易，但需强迫换流电路使其关断；IGBTGTRMOSFET的驱动功率小、开关动作快等优点，是中小容量最为流行的器件；MCT综合了晶闸管的MOSFET的快速开关特性，是极具有发展前景的大功率、高IGBT较合适。系统控制方案的确定度上依赖于实现该系统的电子芯片。目前,人们常常使用专用的芯片如TL494SG3525等来产生PWM(波形,并由其通过反馈信号来实现对PWM波形的宽度的调节,从而获得稳定的输出。当控制电路设计完成后,就是一个相对独立的系统,,,基于微机控制的逆变系统主要采用单片机或DSP(处理器)PWM,由于中断的特点,PWM的脉宽容易发生改变,从而影响输出电压的精度。如MCS51系列,中断响应为3～8个机器周期,用6MHz的晶振,机器周期为2μs,逆变器工作频率为20kHz,工作周期50μs,则误差范围为12～32%;此外,单片机对系统调节的实时性差(96系列的机型也不能满足要求),因此单片机构成的系统一般需要外接产生PWM的芯片,用于协调系统的工作及输出显示。专用DSP的系统的实时性好,但灵活性差,通用的DSP系统总体控制、协调性能不是很好,而且DSP开发过程比较复杂,开发工具价格昂贵。英国Marconi公司推出的、可产生三相PWM控制信号的大规模集成电路芯片MA818(828/838),采用标准双列直插式40脚封装或44脚方形塑料封装。该芯片与SLE4520相似,是一种通用的可编程微机控制外围芯片,虽然它必须和微处理器配合使用,但微机的介入程度很低,它本身的功能比等要强大的多,制IGBT更是得心应手,其输出波形为纯正弦波。系统总体结构框图图2系统总体电路框图本设计所要完成的主要工作课题的目标是完成交流电机变频调速系统主电路和控制电路两部分设计。所以，基于这种思想，本论文所做的工作包括以下几个方面：对交流电机的工作原理、运行特性以及变频调速原理进行了解；通过调研查找与本课题有关的资料，并进行认真的分析、消化；在消化吸收的基础上，根据本课题的特点，进行方案论证并确定设计方案；根据确定的方案，进行主电路、控制电路（包括保护电路、触发电路、反馈电路等、继电器、接触器等电气控制线路以及辅助直流电源的设计；在设计当中，学习SPWM波发生器MA81889E58RD2上交材料；整体电路优化和调试；完成毕业设计论文和电气原理图。本章小结本章主要根据系统设计的要求，对系统主电路和控制电路的几种可能实现的-直-路实现，采用的是闭环控制，这样，简化了电路结构，缩短了设计周期。第三章 系统主电路设计主电路工作原理为逆变器提供一个稳定可靠的大容量直流电源，然后由大功率开关元件按脉宽调制（PWM）方式，将直流逆变成可变频率和电压的交流，供交流电动机变速之用。主IGBT（IGBT即绝缘门极双极晶体管VMOS本课题选用的是交-直-PWM变频主电路，它包括不可控整流电路、滤波电3所示。交-直变换电路该变换电路的任务是将电源的三相交流电变换为平稳的直流电。220V2.2KW50HZ,转/所示。整流器件的一般选择原则1）最大反向电压URMU ，式中U是电源线电压的振幅值 (3―1)RM m mIVDMI 2I，式中I为变频器的额定电流 (3―2)N N整流输出的平均直流电压Ud

如果电源的线电压为U

，则三相全波整L流后平均直流电压的大小Ud

=1.35U2

o (3―3)第-第-PAGE1341电气自动化技术专业毕业综合实践报告电气自动化技术专业毕业综合实践报告图3 系统主电路整流管D1~D6组成三相整流桥，对三相交流电进行全波整流。整流后的直流电压：U=1.35U=1.35×380V=315Vd 2滤波电容Cr滤除整流后的电压波纹，并在负载变化时保持电压平稳。RaK闭合，将限流电阻短路。DS除了指示电源通断外，还可以再电源断开时，作为滤波电容Cr电压会威胁人员安全，因此，在维修时，要等指示灯熄灭后进行。RcRc上。制动时，通过控制电路使Tc导通，形成放电通路。直-交变换电路T1~T6IGBT。D7~D12的作用是：当逆变开关管由导通状态变为截止时，虽然管为再生电流提供通道，使其回流到直流电源。电阻R1~R6，电容C1~C6，二极管D13~D18组成缓冲电路，来保护逆变开关管。由于开关管在开通和关断时，要受集电极电流Ic和发射极间电压Vce的冲击，因此要通过缓冲电路进行缓解。当逆变开关管关断时，Vce迅速升高，Ic迅速降低，过高增长率的电压对逆变开关管造成危害，所以通过在逆变开关管两端并联电容 电气自动化技术专业毕业综合实践报告 第-第-PAGE1641(C1~C6)Ic并联在逆变开关管两端的电容由于电压降低，将通过逆变开关管放电，这将Ic的增长率，造成逆变开关管的损坏。所以增加电阻R1~R6，限制电容（D13~D18，使电容在充电时，避开电阻，通过二极管充电，在放电时，实现缓冲功能。系统主电路参数设计与选择由图4可知，主电路由整流电路和IGBT逆变电路构成，它是本系统的功率驱动单元，由不可控整流环节、中间直流环节、和逆变环节构成。系统所用参数如下：电动机参数：电动机型号：Y100L-2型，2P=4,PN

2.2KW,IN

4.8A,N

88%，cos0.84 , nN

1440

min

, 过载能力倍2.3 ,mK启动转矩倍2.2, KQ

7.0电源电压：380V，频率： 50HZ逆变部分采用IGBTSPWM型逆变器，VF控制方式，过载倍数1.5/分钟。整流二极管模块选择参数计算通过二极管的峰值电流 Im

2I 24.86.8A (3―4)3N3流过二极管电流有效值

1200I2dt

1

(3―5)D 0 m

36m式中，Im

为电机最大负载电流峰值，其值一般取为

5~6I。N二极管电流定额

14.1A (3―6)二极管的电压定额 UD

DNII~3UII

1.57 2.272~32Um =~2380(3―7)根据电网电压，考虑到其峰值、波动、闪电、雷击等因素，实取U 。D滤波电容的选择参数计算当没有滤波电容时，三相整流输出直流电压为232U DC

U1.35380(3―8)l加上滤波电容后，UDC

的最大线电压可达到交流线电压的峰值U 2380(3―9)l元件选取2200F电容器。限流电阻的参数选择图3中Ra为变频电路启动时的限流电阻,由于变频电路通电瞬间,滤波电容相当于短路,因而,冲击电流很大,故需加电阻Rs

来限流,实际上当电容充电时,Rs

和Cr构成的回路是一个典型的一阶惯性环节，其时间常数TRC；故在零初始状态下，电 容上电压的相应方程式为UC

U 1etT (3―10)DC当t=4T时，U ，故可选取充电时间为t=4T=4RC。C DC c假若要求充电时间tsstc4c

30s，那么R 故Ra上消耗的功率为：

304220010

3.5K (3―11)PU PDC

L

(3―12)R 8R 8Ra a实际上，假若不是经常性的冲放电时，Ra的瓦数可选小一些，以减小设备的体积。Ra

为：3.5K/9W。IGBTIGBT是场控大功率器件，具有自关断能力，开关速度高，所以，使用IGBT倍，且要考虑电流峰值。IGBTI计算公式为 IC

c~m

~2.02I N

(3―20)式中，m

——电机过载倍数，一般小于2.7。I——电机额定电流N所以，IC

~m

1.2~2.02IN

=1.2~2.022.34.844.15m考虑安全裕量，实取50A。IGBT的耐压值UCESIGBT关断时的峰值电压为:dtU 1.15Ldi )(6501.15150)1.1（3—21）dtCESP dc为过压保护系数，为安全系数，一般取Ldidt压。令U U ，并向上靠拢，IGBT的实际电压等级应取1200V。CES CESP本章小结分析、计算，并根据计算结果选择了元器件。第-第-PAGE1741等效。这种调制方法称作正弦波脉宽调制，简称 SPWM等效。这种调制方法称作正弦波脉宽调制，简称 SPWM，这种序列的矩形波称作SPWM波。SPWM5所示第四章 系统控制电路设计控制电路和保护电路是整个系统的控制核心，主要是逆变器的控制电路设计（SPWMIGBT驱动控制供各种控制信号，以使主电路安全、可靠的工作。触发控制电路框图4触发控制电路结构框图SPWM的生成原理以正弦波作为逆变器输出的期望波形，以频率比期望波高得多的等腰三角图5 SPWM生成原理 电气自动化技术专业毕业综合实践报告 第-第-PAGE1941周期的采样时刻都是固定的（E点A相电压瞬时电压表达示为Ua可得脉宽时间：

=Sin(w1

t)。t =T/2[1+MSin(wta2 1t =T/2[1+MSin(wtb2 1et =T/2[1+MSin(wtc2 1e

)]-120)]+120)]而间隙时间：tt=t =(T-t)/2a1 a3 at=t =(T-t)/2b1 b3 bt=t =(T-t)/2c1 c3 c4.3MA818结构及工作原理1MA818内部结构框图及工作特点图5 MA818内部结构框图MA818主要由三部分组成:它主要由总线控制,总线译码,暂存器R0R1R2虚拟寄存器R3R4及24位初始化寄存器和24位控制寄存器组成;第二部分为从EPROM中读出正弦调制波形的数据部;第三部分为三相输出控制电路及输出脉冲锁2．工作原理MA818在工作之前,两个24位寄存器(初始化寄存器和控制寄存器)要先从微MOTEL总线的宽度为8位,向24位寄存器输送数据时,分别送到R0R1R2寄存器中,再通过向虚拟寄存器R3R4从R0、R1、R2向控制寄存器和初始寄存器传送数据。MA818采用规则采样法产生SPWM据缓冲器,能从外部微机系统PROM/EPROM中直接读取用户按要求定义的各种精确的、用于产生SPWM脉冲序列的调制波形,并与三角载波比较,从而产生所需要的SPWM(0°～180°),波形被分割为768个8行存储,幅值范围为0～255。768个采样值从0°～180°按线性增长,其角度分辨率为0.23(180°～360°MA818对0°～180°内的768样值取反,从而得到全360°的调制波形。768个采样值分成1536个4位采样值存储,其中低4位部分分别存储在0000H～0300H单元中,高4位部分分别存储在0400H～0700H单元中,MA818自动地读取这两个部分,并在内部拼成一个8位采样值。这样,MA818只需要4根数据线既可完成从外部PROM/E2PROM中读取采样值。SST89E58RD2的特性SST87E58RD2是一款80C51微控制器，包含32KB+8KBFLASH和256+768B的数据RAM。SST89E58RD2的典型特性是他的×2方式选项，利用该特性，设计者可使应用程序以传统的80C51时钟频率（12个时钟）×2方式（周期包含6个时钟）的时钟频率运行。FLASH程序存储器支持传统的并行编程，也支持串行在系统编程（ISP）。ISP允许在软件控制下对成品中的器件进行重复编程，SST89E58RD2也可采用在应用中编程（IAP），允许随时对两片FLASH程序存储器重新配置，即使应用程序正在运行时也不例外。SST89E58CD2特性如下：80C51核心处理单元；5V的工作电压，操作频率为0-40MHz；第-第-PAGE2041·掉电检测；·低功耗模式（掉电模式，外部中断唤醒，空闲模式）。4.5驱动电路EXB841介绍·掉电检测；·低功耗模式（掉电模式，外部中断唤醒，空闲模式）。4.5驱动电路EXB841介绍PWM开关信号动作的电路。在本设计中，采用的是富士公司EXB841IGBT成电路。EXB841150A/600V或者75A/1200V的IGBT，驱动小于1.5s，采用单电源20V供电。64KB的片内FLASH程序存储器，具有ISP（在系统编程）和IAP（程）功能；·通过软件或ISP选择支持12时钟（默认）或6时钟模式；SPI（串行外围接口）和增强型UART；PCA（可编程计数器阵列），具有PWM/比较功能；4个8位I/O口（P0-P3），1个4位I/O口（P4）；3个16位定时器/计数器；·可编程看门狗定时器（WDT）；10个中断源，4个中断优先级；2个DPTR寄存器；·低EMI方式（ALE禁能）；·兼容TTL和CMOS逻辑电平；图6 EXB841功能图EXB84162500VIGBT栅极驱动电平和集电极电压IGBT，以IGBT集电极电压过高而 电气自动化技术专业毕业综合实践报告 第-第-PAGE2341损坏IGBT。EXB1234误动作（一般场合不需要这个电容56IGBT1415为驱动信号输入端；其余不用。A/D转换器在电动机的控制过程中，常需要将一些过程信号送回单片机进行处理，如输出转速信号、输出电压信号、输入电流信号等。因为单片机只能处理数字信号，如果电动机的这些过程信号是模拟量，必须先经过A/D转换，再将转换所得到的数字信号送入单片机处理。所以A/D转换在电动机控制中常常是不可缺少的。A/DADC0809型号，它是8CMOSA/D转换器，由8A/D通道多路转换器与微处理器兼容的控制逻辑组成。8个单端模拟信号中任何一个。（1）A/D0809的功能特点：8位分辨率。·模拟输入范围为0~5V，单一+5V供电。·具有锁存控制的8路模拟开关。·可锁存三态输出，输出与TTL兼容。·最大不可调误差小于+1LBS或者-1LBS。·不必进行零点和满度调整。·转换速度取决于芯片的时钟频率。时钟频率范围在10~1280KHz；当CLK=500KHz时，转换速度为128s（2）引脚功能介绍：IN0~IN7：8D0~D7：8位数字量输出端口。START和ALE：START为启动控制输入端口，ALE为地址锁存控制信号端口。这两个信号端可连接起来同时控制，当输入一个正脉冲，便立即启动A/D转换。EOC和OE：EOC为转换结束信号脉冲输出端口，OE为输出允许控制端口。电平由低变高表示A/DOE结果的数字量输出到数据总线上。该信号可连接在一起，方便控制。REF(+),REF(-),Vcc，GND：REF(+)和REF(-)为参考电压输入端，Vcc为主电源输入端，GND为接地端。通常REF(+)和Vcc、REF(-)和GND连接在一起。CLK：时钟输入端。ADDA其他地址分别为二进制数000~111（对应C,B,A）时，对应的输入通道IN0~IN7选通。本章小结本章对控制电路进行了具体的分析、设计，主要包括以下几个方面的内容：触发电路框图SPWM的生成原理3．MA818结构及工作原理4．SST89E58RD25．驱动电路设计6．A/D转换器出了系统设计上述电路所需的软硬件。第五章软件设计PID控制PID控制原理（P（、微分（）通过线性组合构成控制器的调节器，是控制系统中技术成熟、应用PIDPIDPIDPIDPID控制。在 工 业 控 制 系 统 中 ， 常 采

PID 控 制 规 律 为u(t)Kp[e(t)

e(t)dtTdde(t) ]u。 （1）1Ti1Ti0t式中Kp式比例系数；Ti是积分常数；Td是微分常数；u。是控制常量.但由于计算机控制室一种采样控制，它只能根据采样时刻的偏差值控制空置量，而不能像模拟控制那样连续输出控制量，进行连续控制。式T作为采样序号，则离kTt可作如下近似变换：tkT （k=，1，2·）tet)dtTke(jT)Tkej0de(t) e(kj[(kj0 eke kdt T T上式为表方便，将类似e（kT）简化成ek等，等到离散的PID表达式：Tk TuKp[ek

Tij0

ejD(eT

ek

)]u0

（2）本设计中采用增量式PID控制，增量式PID是指数字控制的输出只是控制量的增量uk。当执行机构需要的控制量是增量，而不是位置量的绝对数值时，可以使用增量式PID控制算法进行控制。第-第-PAGE2441电气自动化技术专业毕业综合实践报告电气自动化技术专业毕业综合实践报告增量式 PIDuuuk k kKp[ee TDeTD(e2e控制算法可用过式（2）进行推导而得出：k kTikTekk)]AeBekCe (3)kkk2式中：A=Kp(1+TTD),B=-Kp（1+2T）,C=KpTD Ti T TT.TA,B,C，只要使用前后3次测量值的偏差，就可以由上式求出控制增量。5.1.2PID控制算法子程序增量式PID控制算法子程序是根据式（3）设计的。程序的入口参数：偏差e、e、ek kk2r。占用的资源：A，B，R0~R7，CY，F0。（a）程序框图 (b)RAM分配图程序如下：PID1: MOVMOVLCALLR0，#52HR1，#49HFSUB；计算ekMOVR1，#46H；存入46H~48HLCALLFSTRMOVR1，#4CHMOVR2，#06HLCALLLPDMMOVR0，#46HA4CH~4EHMOVR1，#4CHLCALLFMUL；计算AekMOV R1，#4CH ；存入LCALL FSTRMOV R1，#4FH 电气自动化技术专业毕业综合实践报告 第-第-PAGE2641MOVR2，#09HLCALLLPDMB4FH~51HMOVR0，#43HMOVR1，#4FHLCALLFMUL；计算BeMOVR1，#4FHk1LCALLFSTR存入4FH~51HMOVR0，#4CHMOVR1，#4FHLCALLFADDMOVR1，#4CH；存入4CH~4EHLCALLFSTRMOVR1，#4FHMOVR2，#0CHLCALLLPDM；取C值，存入4FH~51HMOVR0，#40HMOVR1，#4FHLCALLFMUL；计算CeMOVR1，#4FHk2LCALLFSTR；存入4FH~51HMOVR1，#4FHMOVR0，#4CHLCALLFADD；计算ukMOVLCALLMOV

R1，#4CHFSTR ；存入4CH~4EH40H，43H ；更新eMOVMOV

41H，44H42H，45H

k2MOV 43H，46H ；更新MOV 44H，47HMOV 45H，48H

k1MOV A，4CHMOV C，A.7 ；取u数符号kMOV F0,C ；存入F0JB A.6，PIDJ12 ；取u阶数符号，为负，转向PIDJ12kANLA,#3FH；否则为正。屏蔽高2位MOVR7，A；存入R7PIDJ12：CLRA；阶数为负时INCAANLA，#3FH；屏蔽高2位MOVR7，A；存入R7DL1： DJNZDECR7，DL14EH；u-1kCJNECJNERETLPDM：LPDM0：MOVCMOVINCINCDJNZRETOM： DB

A，4EH，PID1 u是否为0，等于0退出kA，4DH，DL1R7，#03H ；取A、B、C值子程序A，R2A，@A+PC@R1，AR2R1R7，LPDM0XXH，XXH，XXH ；A值XXH，XXH，XXH ；B值第-第-PAGE2741电气自动化技术专业毕业综合实践报告DB XXH，XXH，XXH ；C值数字滤波技术在电动机数字闭环控制系统中，测量值y是通过对系统的输出量进行采样而r(t)之差形成偏差信号eky是决定偏差大小的重在实际中，对电动机输出的测量值常混有干扰噪声，它们来自于被测信号的形分控制环节下的系统中还会引起系统震荡，因此危害极大。比重，达到减弱或者消除干扰的目的。RAM中，在每次计算前先顺序移动数据，将队列前的最先采样的数据移n。;R2存放采样数据个数（2m；R3存放采样数据字长。R0占用的资源：A，B，R0~R7，CY。（a）程序框图 (b)算法原理程序如下：SMFM：MOV A，R0 R0~R3R4~R7 电气自动化技术专业毕业综合实践报告 第-第-PAGE4141MOVR4，AMOVAMOVR4，AMOVA，R1MOVR5，AMOVA，R2MOVR6，AMOVA，R3MOVR7，AMOVA，R1MOVA，R3MOVR0，AMOVA，R2DECA；数据个数减1MOVB，R3MULAB（数据个数-）*字长MOVR3，A；存入R3LCALLXFER；移动数据MOVA，R7MOVR3，AMOVA，R4MOVR0，ALCALLXFER；移入新数据MOV@R0，#00H；新数据高字节后的单元预清0DECR2；开始求和运算。数据个数减1MOVA，R5MOVR1，ASMFM1：MOVA，R7MOVR3，AMOVA，R4MOVR0，ACLRCSMFM2：MOVA，@R1MOVA，@R0；累加MOV@R0，A；存累加结果INCR0INCR1DJNZR3，SMFM2MOVA，@R0ADDCA，#00H；加进位MOV@R0，A；保存DJNZR2，SMFM1；所有数据没加完，则转向SMFM1MOVA，R6MOVSMFM3：MOVMOVMOVMOVINCR2，AA，R4A，R7R0，AA，R7A；恢复R2存放数据个数；R0指向和的最高位MOVR3，A；字长加1CLRCSMFM4：MOVA，@R0；取和RRCA；除n运算，除2MOV@R0，A；存商DECR0DJNZR3，SMFM4MOVA，R6RRCA；n值除2MOVR6，AJNBA.0，SMFM3MOVA，R4；恢复R0~R3的原值MOVR0，AMOVA，R5MOVR1，AMOVA，R7MOVRETR3，AXFER： MOVA，@R0；顺序移动数据子程序MOV@R1，AINCR0INCR1DJNZRETR3，XFER模数转换方式本设计采用的是中断传送方式，设计中将ADC0809作为一个外部扩展的并行I/O89e58rd2的P2.7和WR脉冲启动其A/D该地址值中实际上仅A15起作用。由于读取转换结果数据采用中断方式，故在主程序中只有启动A/D成。程序如下：ORG 0000HBEGIN：AJMP ORG 0013HADINTPORG0030HADINIT：MOVSP，#6FHSETBIT0；选择INT0为边沿触发方式SETBEA；开总的中断允许SETBEX0；开INT0中断MOVR0，#00H；通道地址初值送通道地址指针R0MOVR1，#00H；数据存放区首地址低字节存放地址指针R1MOV 20H，#10H ；数据存放区首地址高字节存代用地址指针20H；MOVDPH，#7FH；端口地址高字节送DPHMOVDPL，R0；端口地址低字节送DPLMOV@DIPTR，A；启动A/D转换，同时选通首通道INCR0；修改通道地址指针值，为下一个通道转换准备CLREX0；采集完毕，则停止中断SJMPDONE；A/D转换中断处理程序ADINTP：MOVDPTR，#7FFFH；端口地址送DPTRMOVXA，@DPTR；读取从相应通道输入的转换结果MOVP2，20H；数据存放区首地址高字节送P2口MOVX@R1，A；读取数据存入外部数据储存器指定区域INCR1；存放地址指针修改CJNER1，#00，ADINP1；低位地址指针溢出，则高位地址指针加1INC20HADINP1：MOVDPL，R0；端口地址低字节送DPLMOVX@DPTR，A；启动A/D通道转换INCR0换准备RETIMA818的编程初始化编程波频率、调制波频率范围PWM输出调制波的最高可能频率)、脉冲延迟时间、最8位暂存器R0R1R2中,再输送到24初始化寄存器。R1中的CFS字为载波频率选择字,FRS字为调制频率范围选择字。R2中的PDYR0中的PDT字为脉冲删除宽度选择字,高位为计数器复位CR。当CR为低电平时,内部调制波相位计数器置零,对应R相输出0°。控制寄存器编程/输出禁止选择等参数,先将这些参数送入三个8位暂存器R0R1R2中,再输送到24R0R1中的PF0～PF11构成12位输出调制频率选择字,它使调制频率从零到最大被分成4096个相等的台阶,实际调制频率为调制频率范围内的一R1中的INHINH为低电平时,禁止输出PWM波形,但MA818内部PWM脉冲电路仍继续工作,一旦INH为高电平,将继续输出PWM波OMOM为高电平时,调制波形的幅值将在控制选择字控制的(100～200)范围内变化。F/R为正转/反转选择位。当F/R为低(高)电平时,调制波频率相位计数器为增(减)计数,输出正(反)相序为:红-黄-蓝(蓝-黄-红)。R2的AMP0～AMP7是调制波幅值选择字。该幅值是通过给存储在PROM/EPROM中的波形采样值乘以一个比例因子而得到的。下面计算MA818初始化参数字：f

12*106Hz1.载波频率设定字：2n1CLK 4.69f *512 5*103Hz*512取2n1=，所以n=3载波频率CAR字为001。

CARR

CLKf512*2nf

12*106Hz5.86kHz512*22 调制波频率范围设定字：2mfCARR

384*50 5860Hz取2m4，所以m=2.调制波频率范围设定字为010。

CARR

*2 5860*22m 61mfRANGEf

384 384所以寄存器R0的值应为010XX011B，即43H脉冲延迟时间的设定字：nPDY

63512*

*fCARR

63512*6*106S*5860Hz452DH所以，脉冲延迟时间的设定字为2DH，也即寄存器R2中值为2DH。最小删除脉宽设定字：最小删除脉宽等于实际最小删除脉宽加上延迟时间所以t 12s6sPDT所以nPDT

127512*t

*fCARR

127512*18*106s*5860Hz7349H所以，最小删除脉宽设定字为49H，R1寄存器的值为49H。波形选择字和AC设定：选用高效波形，选择字为10所以，寄存器R3中的值为02H。MA818初始化子程序：INIT：MOVA，#43H；R0=43HMOVDPTR，#0000H；指向R0地址MOVX@DPTR，A；43H装入R0INCDPTR；指向R1地址MOVA，#49HMOVX@DPTR，A；49H装入R1INCDPTR；指向R2地址MOVA，#2DHMOVX@DPTR，A；2DH装入R2INCDPTR；指向R3地址MOVA，#02HMOVX@DPTR，A；02H装入R3MOVDPTR，#000EH；指向R14地址MOVX@DPTR