PIC单片机变频器设计
PIC单片机C语言编程实例六 利用CCP模块设计频率计
第10章利用CCP模块设计频率计10.5 程序设计10.5.4 程序清单#include <pic.h>#include <stdio.h>#include <math.h>//本程序利用CCP1模块实现一个“简易数字频率计”的功能const char table[11]={0xc0，0xf9，0xa4，0xb0，0x99，0x92，0x82，0XD8，0x80，0x90，0xFF}；//不带小数点的显示段码表const char table0[11]={0X40，0X79，0X24，0X30，0X19，0X12，0X02，0X78，0X00，0X10，0xFF}；//带小数点的显示段码表bank3 int cp1z[11]；//定义一个数组，用于存放各次的捕捉值union cp1{int y1；unsigned char cp1e[2]；}cp1u；//定义一个共用体unsigned char COUNTW，COUNT；//测量脉冲个数寄存器unsigned char COUNTER，data，k；unsigned char FLAG @ 0XEF；#define FLAGIT(adr，bit) ((unsigned)(&adr)*8+(bit)) //绝对寻址位操作指令static b it FLAG1 @ FLAGIT(FLAG，0)；static b it FLAG2 @ FLAGIT(FLAG，1)；static b it FLAG3 @ FLAGIT(FLAG，2)；unsigned char s[4]；//定义一个显示缓冲数组int T5 ，uo；double RE5；double puad5；//spi方式显示初始化子程序void SPIINIT(){PIR1=0；SSPCON=0x30；SSPSTA T=0xC0；174//设置SPI的控制方式，允许SSP方式，并且时钟下降沿发送，与"74HC595，当其//SCLk从低到高跳变时，串行输入寄存器"的特点相对应TRISC=0xD7；//SDO引脚为输出，SCK引脚为输出TRISA5=0；//RA5引脚设置为输出，以输出显示锁存信号FLAG1=0；FLAG2=0；FLAG3=0；COUNTER=0X01；}//CCP模块工作于捕捉方式初始化子程序void ccpint( ){CCP1CON=0X05；//首先设置CCP1捕捉每个脉冲的上升沿T1CON=0X00；//关闭TMR1震荡器？？PEIE=1；//外围中断允许(此时总中断关闭)CCP1IE=1；//允许CCP1中断TRISC2=1；//设置RC2为输入}//系统其它部分初始化子程序void initial( ){COUNT=0X0B；//为保证测试精度，测试5个脉冲的参数后//求平均值，每个脉冲都要捕捉其上升、下降沿，//故需要有11次中断TRISB1=0；PORTB=0XFB；B=1011TRISB2=0；PORTB=0XFD ；D=1101TRISB4=1；TRISB5=1；//设置与键盘有关的各口的输入、输出方式RB1=0；RB2=0；//建立键盘扫描的初始条件}//SPI传送数据子程序void SPILED(data){SSPBUF=data；//启动发送do {；175}while(SSPIF==0)；SSPIF=0；}//显示子程序，显示4位数void display( ){RA5=0；//准备锁存for(COUNTW=0；COUNTW<4；COUNTW++){data=s[COUNTW]；data=data&0x0F；if(COUNTW==k) data=table0[data]；//第二位需要显示小数点else data=table[data]；SPILED(data)；//发送显示段码}for(COUNTW=0；COUNTW<4；COUNTW++){data=0xFF；SPILED(data)；//连续发送4个DARK，使显示好看一些}RA5=1；//最后给一个锁存信号，代表显示任务完成}//键盘扫描子程序void keyscan( ){if((RB4==0)||(RB5==0)) FLAG1=1；//若有键按下，则建立标志FLAG1（FLAG1有无按键标志位）else FLAG1=0；//若无键按下，则清除标志FLAG1}//键服务子程序void keyserve( ){PORTB=0XFD ；RB2=1if(RB5==0) data=0X01；if(RB4==0) data=0X03；PORTB=0XFB；RB1=1if(RB5==0) data=0X02；if(RB4==0) data=0X04；//以上确定是哪个键按下PORTB=0X00；//恢复PORTB的值if(data==0x01) {176COUNTER=COUNTER+1；//若按下S9键，则COUNTER加1if(COUNTER>4) COUNTER=0x01；//若COUNTER超过4，则又从1计起}if(data==0x02) {COUNTER=COUNTER-1；//若按下S11键，则COUNTER减1 if(COUNTER<1) COUNTER=0x04；//若COUNTER小于1，则又循环从4计起}if(data==0x03) FLAG2=1 ；//若按下S10键，则建立标志FLAG2if(data==0x04) FLAG2=0 ；//若按下S12键，则清除标志FLAG2}//中断服务程序void interrupt cp1int(void){CCP1IF=0；//清除中断标志cp1u.cp1e[0]=CCPR1L；cp1u.cp1e[1]=CCPR1H；cp1z[data]=cp1u.y1；//存储1次捕捉值CCP1CON=CCP1CON^0X01；//把CCP1模块改变成捕捉相反的脉冲沿data++；COUNT--；}//周期处理子程序void PERIOD( ){T5=cp1z[10]-cp1z[0]；//求得5个周期的值???????????/RE5=(double)T5；//强制转换成双精度数RE5=RE5/5；//求得平均周期，单位为μs}//频率处理子程序void FREQUENCY( ){PERIOD( )；//先求周期RE5=1000000/RE5；//周期值求倒数，再乘以1 000 000 (μs转换)，得频率，//单位为HZ}//脉宽处理子程序void PULSE( )177{int pu；for(data=0；puad5=0；data<=9；data++){pu=cp1z[data+1]-cp1z[data]；puad5=(double)pu+puad5；data=data+2；} //求得5个脉宽的和值RE5=puad5/5；//求得平均脉宽}//占空比处理子程序void OCCUPA TIONAL( ){PULSE( )；//先求脉宽puad5=RE5；//暂存脉宽值PERIOD()；//再求周期RE5=puad5/RE5；//求得占空比}//主程序main( ){SPIINIT( )；//SPI方式显示初始化while(1) {ccpint()；//CCP模块工作于捕捉方式初始化initial()；//系统其它部分初始化if(FLAG2==0) {s[0]=COUNTER；//第一个存储COUNTER的值s[1]=0X0A；s[2]=0X0A；s[3]=0X0A；//后面的LED将显示"DARK"}display( )；//调用显示子程序keyscan()；//键盘扫描data=0x00；//存储数组指针赋初值TMR1H=0；TMR1L=0；//定时器1清0CCP1IF=0；//清除CCP1的中断标志，以免中断一打开就进入//中断178ei( )；//中断允许TMR1ON=1；//定时器1开while(1){if(COUNT==0)break；} //等待中断次数结束di()；//禁止中断TMR1ON=0；//关闭定时器keyscan()；//键盘扫描if(FLAG1==1) keyserve() ；//若确实有键按下，则调用键服务程序if(FLAG2==0) continue；//如果没有按下确定键，则终止此次循环，//继续进行测量//如果按下了确定键，则进行下面的数值转换和显示工作if(COUNTER==0x01) FREQUENCY()；//COUNTER=1，则需要进行频率处理if(COUNTER==0x02) PERIOD()；//COUNTER=2，则需要进行周期处理if(COUNTER==0x03) OCCUPA TIONAL()；//COUNTER=3，则需要进行占空比处理if(COUNTER==0x04) PULSE()；//COUNTER=4，则需要进行脉宽处理k=5；if(RE5<1){RE5=RE5*1000；//若RE5<1，则乘以1 000，保证小数点的精度k=0x00；}else if(RE5<10){RE5=RE5*1000；//若RE5<10，则乘以1 000，保证小数点的精度k=0x00；}else if(RE5<100){RE5=RE5*100；//若RE5<100，则乘以100，保证小数点的精度k=0x01；}else if(RE5<1000){RE5=RE5*10；//若RE5<1000，则乘以10，保证小数点的精度k=0x02；}else RE5=RE5 ；uo=(int)RE5；sprintf(s，"%4d"，uo)；//把需要显示的数据转换成4位ASII码，且放入数//组S中display()；179}}180。
PIC单片机变频器设计
摘要变频调速技术已经成为节能和提高产品质量的有效措施。
变频调速的重要性日益得到国家的重视，在国内推广变频调速技术有着非常重大的现实意义和巨大的经济价值和社会价值。
中压变频调速技术是电力电子领域的一个制高点技术，中压大功率变频器是电力电子行业中尚未解决的一个难题。
本论文概述了中压变频器的国内外技术发展及趋势，对中压变频器各种类型的优缺点进行了分析。
阐述了单元串联多电平移相式PWM电压源型变频器原理，通过对原理的阐述,进一步透彻的掌握单元串联多电平高压变频器的内部特性。
研究了单元串联多电平中压变频器的PWM技术和SPWM技术。
基于各种PWM 控制技术的对比，本设计选定三角载波移SPWM技术作为控制方法。
文中介绍了IGBT的工作原理和各种保护方法。
给出了基于PIC单片机的五单元串联中压变频器的控制单元的软硬件设计。
关键词：变频器；单元串联中压变频器；PWM技术；移相载波SPWM技术；单片机AbstractVelocit y adjustmentt echnique of mid-voltage variable frequency is an advanced technique in power electronics realm.mid-voltage and large-power frequency converter is an unsolved difficult in power electronics industry. Its using area basicall y covers with all kinds of main ind ustry and it has a large market potential. But, compare d with latent market, our middle-voltage frequency converter (HVF) is in starting phase in which it is an extremel y good opportunit y to develop domestic frequency converter manufacturing industry. Velocit y adjustment technique of mid-voltage variable frequ ency has become effective measures to save energy and promote product quality. The expansion of velocit y adjustment technique has got very important and realistic meaning and tremendous economic and societ y value.The progress and the trend of HVF techni que，the market requirements domestic and abroad for HVF are reviewed. The advantage and disadvantage of different HVF t ypes, effects of HVF on electric net and electric motor areanal yzed in detail.The paper studied the PWM technology and SPWM technology fo r medium voltagec ascadedm ultilevelin verters. Based on the anal ys is of kinds of PWM technologies，the design choose the Triangle_Carrier phase-shifted SPWM for cascaded multilevel inverters as control technology.The paper introduced the operation pr inciple and many kinds of protection methods of IGBT.The software and hardware design of control unit of the Five_units Cascaded Medium Voltage Inverter is introduced.Key Words：frequency inverter；Cascaded Medium Voltage Inverter ；PWM Technology；phase-shifting carrier SPWM；Single-Chip Microcomputer目录摘要 (I)Abstract (II)第1章概述 (1)1.1 设计背景 (1)1.2 中压变频器的类型 (1)1.3 中压变频器国内外研究概况 (2)1.4 变频器主器件－电力电子器件的发展现状 (3)第2章单元串联多电平变频器工作原理及其特点 (5)2.1 概述 (5)2.2单元串联多电平变频器主电路结构 (5)2.3 单元串联多电平变频器工作原理 (6)第3章 IGBT介绍及其保护电路 (8)3.1 IGBT介绍 (8)3.2 IGBT 的工作原理 (8)3.2.1 基本工作原理 (8)3.2.2 IGBT 的主要参数 (9)3.2.3 IGBT 的安全工作区 (10)3.2.4 IGBT 对驱动电路的要求 (11)3.3 保护措施 (12)3.3.1 IGBT栅极的保护 (12)3.3.2 集电极与发射极间的过压保护 (13)3.3.3 集电极电流过流保护 (15)3.3.4 过热保护 (17)第4章PWM技术和SPWM调制方法综述 (17)4.1 PWM技术基本概念 (17)4.1.1 PWM控制的基本原理 (18)4.1.2 PWM技术基本概念 (19)4.2 SPWM调制方法对比分析 (24)4.2.1 采样法SPWM (24)4.2.2 谐波消去法SPWM (27)4.2.3 载波相移SPWM（CPS－SPWM） (29)4.2.4 小结 (31)第5章控制电路设计 (31)5.1 设计任务、要求和参数 (31)5.2 主电路设计概述 (31)5.2.1 变频器的构成 (31)5.2.2 变频器各部分概述及本设计主电路方案选择.. 325.3 PIC系列单片机简介 (34)5.3.1 PIC系列单片机的特点 (34)5.3.2 PIC系列单片机的优势 (35)5.3.3 本设计选用的PIC16F877介绍 (36)5.4 控制部分设计 (37)5.4.1 控制电路方案选择 (37)5.4.2 控制电路各部分设计 (38)5.4.3 IGBT驱动电路设计 (46)5.4.4 PIC16F877系统接线 (51)第6章软件设计 (52)6.1 程序设计思路 (52)6.2 程序流程图 (53)6.2.1 主程序流程图 (53)6.2.2 AD转换子程序流程图 (53)6.2.3 I/O口初始化子程序流程图 (53)6.2.4 AD模块初始化子程序流程图 (53)6.2.5 外部、电平中断服务子程序流程图 (53)6.2.6 定时器中断服务子程序流程图 (53)6.3 软件清单 (57)第7章实验结果和分析 (62)7.1 实验内容 (62)7.2 实验仪器 (62)7.3 实验波形 (62)7.4 实验结果分析 (63)第8章设计总结 (64)元器件明细表 (65)参考文献 (69)英文资料原文 (70)英文资料翻译 (77)致谢 (87)兰州理工大学毕业设计说明书第1章概述1.1 设计背景由于电力电子技术、微电子技术和现代控制理论以惊人的速度向前发展，随之带动了交流传动技术日新月异的进步。
PIC单片机控制直流电机转速毕业设计
基于PIC18F458的直流电动机PWM调速控制系统设计张杰(甘肃农业大学工学院学院农电班06级)摘要：当今，自动化控制系统已经在各行各业得到了广泛的应用和发展，而直流驱动控制作为电气传动的主流在现代化生产中起着主要作用。
长期以来，直流电动机因其转速调节比较灵活，方法简单，易于大范围平滑调速，控制性能好等特点，一直在传动领域占有统治地位。
它广泛应用于数控机床、工业机器人等工厂自动化设备中。
随着现代化生产规模的不断扩大，各个行业对直流电机的需求愈益增大，并对其性能提出了更高的要求。
为此，研究并制造高性能、高可靠性的直流电机控制系统有着十分重要的现实意义。
本文设计是一套基于PIC单片机的直流电机控制器，作为其配套的试验装置。
论文根据系统的要求完成了整体方案设计和系统选型，针对所设计的控制方案对控制系统的软、硬件设计作了详细论述。
硬件部分先作了整体设计，然后介绍了以PIC16F458单片机为核心的硬件构成，对键盘电路、测量电路、显示电路等作了详细阐述;软件部分采用模块化设计思想，编制了各个模块的流程图。
论述了软件的设计思想和方法;实现了对直流电动机转动参数的设置、启动、停止、加速、减速和显示等功能。
利用PIC系列芯片进行低成本直流电动机控制系统的设计，能够简化系统构成、降低系统成本、增强系统性能、满足更多应用场合的需要。
针对直流电机运行环境恶劣、干扰严重的特点，从系统的硬件设计、软件设计等多方面进行抗干扰的综合考虑，并利用多种软件和硬件技术来提高和改善系统的抗干扰能力，有效地提高了系统的可靠性和实用性。
关键词:直流电机，PIC单片机，速度控制Abstract Nowadays，automatic control systems have been widely used and developed in Every aspect of life. As the artery in the area of electric drive systems DC drives become more and more important in modem Production. For a long time，DC motor has Possessed the main role in the areaof electric drive because of its neatly adjustment, simple method and smooth timing in a wide range，besides，its control Performance excellent. DC motor is widely used on the automatic equipments，such as CNC and industrial robot. As the scale of Production becomes larger and larger，the demand and requirements become higher and higher ,so the research on improving the DC controlling system behavior has important sense.This design is a system of DC motor multiple speeds Based on PIC MCU is designed，as its necessary test equipment. It finished the total Project design of system and model selection .The hard ware and software design of the system according to the Preceding solutions are discussed detailed. For the hardware Part after a dissertation on the whole design，the core hardware of the control system is the PIC MCU，the Paper introduced the details of some hardware Problem，including input circuit of keyboard，measure circuit，display circuit and so on .The method of software Planning for it is also discussed. For the software Part，with the Introduction of modular design concept some Procedure flow charts of main Program subroutine are offered. The Paper designs the software which achieves the functions，such as install Parameters，download Parameters，startup，stop accelerate and decelerate. This new family of PIC enables cost-effective design of controllers for DC motors which can fulfill more conditions，consisting of fewer system component，lower system cost and increased Performances.Aiming at the characteristic of bed environment and serious disturbance，many kinds of software and hardware technology are applied to improve systematic anti-interference ability，which comprehensively improve systematic dependability and Practicability.It has been Proved by experiments that this system can make the high Precise and multiple speed motor control come true. Stepping out the Performance index is realize Now this system hasbeen Put into experiment.Keywords DC Motor ; PICMCU，Speeds Control1 绪论1.1 引言当今，自动化控制系统已经在各行各业得到了广泛的应用和发展，而直流调速控制作为电气传动的主流在现代化生产中起着主要作用，无论是在工农业生产、交通运输、国防、航天航空、医疗卫生、商务与办公设备、还是在日常生活中的家用电器都大量使用着各式各样的电气传动系统，其中许多系统有调速的要求:如车辆、电梯、机床、造纸机械等等。
pic单片机做课程设计
pic单片机做课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解PIC单片机的基本结构、工作原理及功能特点；2. 掌握PIC单片机的编程语言和开发环境；3. 学会使用PIC单片机进行简单的电路设计和控制系统搭建；4. 了解单片机在现实生活中的应用，培养对电子技术的兴趣。
技能目标：1. 能够运用所学的PIC单片机知识，设计并完成具有一定功能的课程项目；2. 培养动手实践能力，学会焊接、调试和排错；3. 提高问题分析能力，能够针对实际问题设计合理的单片机控制系统；4. 增强团队协作能力，学会在项目中进行沟通与分工。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的热情，激发学习兴趣；2. 培养学生具备良好的学习习惯，积极面对挑战，勇于克服困难；3. 增强学生的创新意识，鼓励他们在课程设计中发挥想象力和创造力；4. 培养学生的环保意识，关注电子垃圾处理和资源节约。
本课程针对高年级学生，结合学科特点和教学要求，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的动手能力、创新意识和团队协作能力。
通过课程学习，使学生掌握PIC单片机的相关知识，为今后从事电子技术领域的工作打下基础。
同时，课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估，确保课程实施的有效性。
二、教学内容1. PIC单片机基本结构：介绍PIC单片机的内部结构，包括CPU、存储器、输入输出端口等，参考教材第二章内容；2. PIC单片机工作原理：讲解PIC单片机的工作原理，包括指令执行、中断处理等，参考教材第三章内容；3. 编程语言与开发环境：学习PIC单片机的编程语言（如C语言）及开发环境（如MPLAB），参考教材第四章内容；4. 基本电路设计与控制：教授如何使用PIC单片机设计简单的电路和控制系统，参考教材第五章内容；- 输入输出控制；- 定时器/计数器应用；- 中断处理；5. 应用案例与项目实践：分析PIC单片机在实际应用中的案例，如温度控制系统、智能小车等，参考教材第六章内容；6. 课程项目设计与实施：指导学生进行课程项目设计，要求具备一定功能，并能实际操作，结合教材内容及实际需求进行。
工程师：一款基于PIC单片机的逆变电源电路设计
工程师：一款基于PIC单片机的逆变电源电路设计
针对现代电源变频调幅的要求，提出了利用PIC16F873产生SPWM波控制IR2136触发IGBT产生PWM波作用于逆变器产生标准的正弦波形，从而实现变频调幅。
同时利用AD模块对逆变桥输出进行采样并进行滤波处理，实现对系统的PI闭环控制。
通过MATLAB中的SIMULINK组件进行仿真分析，结果表明此方案输出电压动态响应速度快，具有良好的精度控制及实时性、波形失真小、可靠性高。
随着科学技术的进步，电源质量越来越成为各种电气设备正常和良好工作的基础。
电源技术领域的一个持续的研究课题即是研究作为电子信息产业命脉的电源的可靠性和稳定性。
而逆变器作为电源的核心部分，其调制技术很大程度上决定了电源输出电压的质量。
目前最常用的调制技术是正弦脉宽调制(SPWM)。
随着单片机的出现及其广泛应用，智能化控制方法已经逐渐替代传统的分立元件电路产生方法或是专用芯片产生方法。
智能化逆变电源的优势在于它不仅能实现调制信号的输出，还为系统数据参数的监控、处理及显示提供接口。
同时它与现代计算机技术更好地结合产生了故障自诊断和自我保护功能，可提高系统的稳定性。
在充分考虑工业控制成本及稳定性要求的前提下，本设计采用PIC单片机作为控制核心，再辅助相关外部电路，组成一个具有稳定和智能化等优点的逆变电源控制系统。
具体电路设计
单相桥式逆变电路如图1所示。
电路正常工作情况下，两对开关管需要两组相位相反的驱动脉冲分别控制，使VT1、VT4同时通断和VT2、VT3同。
plc与变频器多段速度控制系统的设计毕业设计说明书[管理资料]
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常州轻工职业技术学院电子电气工程系毕业设计常州轻工职业技术学院题 目 PLC 与变频器多段速度控制系统的设计姓 名学 号 1036623116班 级 10自动试点班指导教师职 称 副 教 授日 期 2013年5月毕业设计(论文)说明书中文摘要本文主要简介了可编程控制器与变频器在现代工业调速方面的应用。
着重讲解了多段调速的使用。
硬件上使用的是三菱可编程控制器中的FX3U-48M和三菱变频器。
如今，变频调速已被公认为是最理想、最有发展前途的调速方式之一，采用变频器构成变频调速传动系统能满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求。
变频器的作用是改变交流电机供电的频率和幅值，因而改变其运动磁场的周期，达到平滑控制电动机转速的目的。
变频调速器调速不仅操作方便，故障率低，且节能效果明显，优于调压调速、变级调速、滑差调速、串级调速、整流子调速和液力偶合器调速等。
并且变频调速在电动机运行时很容易实现电动机的正、反转。
只需要改变变频器内部逆变管的开关顺序，即可实现输出换相，也不存在因换相不当而烧毁电动机的问题。
通过可编程控制器来控制变频器调速，是现代工业应用最为广泛的调速方法之一，所以本文主要研究的就是通过可编程控制器来控制变频器改变交流电机供电的频率和幅值，从而改变其运动磁场的周期，达到平滑控制电动机转速的目的。
关键词：可编程控制器，变频器，工业调速，变频调速ABSTRACTThis paper mainly introduces the programmable controller and inverter in modern industrial control on multiple segments hardware is used on Mitsubishi programmable controller in FX3U-48M and Mitsubishi , VVVF has been recognized as the most ideal, the most promising control one way, using PLC variable frequency speed control system can meet the needs of improving labor productivity, improve product quality, improve the degree of automation equipment, improve the quality of life and improve the living environment and other requirements.Inverter AC motor power supply is used to change the frequency and amplitude, and thus change its motion magnetic cycle, so as to achieve the smooth control of motor speed conversion speed governor has the advantages of convenient operation, low failure rate, and has obvious energy-saving effect, better than the voltage regulating speed, variable speed control, slip control, cascade control, speed control and hydraulic coupler speed variable frequency speed regulation in the motor run time is easy to achieve the motor is, need to change the frequency converter inverter tube inside the switching sequence, you can achieve the output exchange phase, there is no improper burning of the electric motor by phase change problems.Through the programmable controller to control the frequency converter, is a modern industrial application is most wide speed regulation method, so this paper mainly studies is that through the programmable controller to control the frequency converter to change the frequency and amplitude of the AC motor power supply, so as to change the moving magnetic field cycle, so as to achieve the smooth control of motor speed to.Keywords:Programmable controller, inverter, industrial control, variable frequency speed regulation目录第一章概述 (6)课题背景 (6)PLC的发展历程 (6)PLC的分类 (6)PLC的应用领域 (8)变频器基本原理与应用 (8)课题的目的和意义 (9)课题的目的 (9)课题的意义 (11)课题任务及要求 (11)课题的主要任务 (12)课题的主要要求 (12)第二章设计内容简介 (13)课题目前研究及应用现状 (13)设备的结构分析 (13)第三章PLC实现的过程 (15)工作流程 (15)工作过程叙述 (15)工作过程示意图 (15)PLC的I/O分配表 (15)PLC控制的设备清单及原理图 (17)元器件设备清单 (17)PLC控制的原理图 (17)梯形图及程序指令表 (18)梯形图 (18)程序指令表 (23)第四章控制装置的柜屛设计及安装调试 (27)元件安装图 (27)控制柜与操作屏设计图 (28)参考文献 (30)致谢 (31)第一章概述课题背景可编程逻辑控制器，英文称Programmable Logic Controller，简称PLC，它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，PLC由CPU，存储器、I/0接口、内嵌的精简高效操作系统组成。
PIC单片机控制直流电机转速毕业设计
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汇报人：
目录 /目录
01
PIC单片机介 绍
02
直流电机介绍
03
PIC单片机控 制直流电机转 速的原理
04
系统实现
05
毕业设计总结 与展望
01 PIC单片机介绍
PIC单片机的特点
体积小，功耗低 速度快，处理能力强 集成度高，功能丰富 易于编程，开发周期短 应用广泛，适用于各种控制系统
按照结构分类：有刷直流电机、无刷直流 电机
按照用途分类：驱动直流电机、控制直流 电机、调速直流电机、伺服直流电机
按照转速分类：高速直流电机、低速直流 电机
按照功率分类：大功率直流电机、小功率 直流电机
按照控制方式分类：开环控制直流电机、 闭环控制直流电机
直流电机的应用
Байду номын сангаас
工业自动化： 用于控制生产 线、机械臂等
PIC单片机的作用： 通过控制电枢电 流的大小来控制 转速
调速方法：通过 改变电枢电压或 电枢电流来改变 转速
调速效果：可以 实现平滑、稳定 的调速效果
PIC单片机PWM输出控制直流电机转速
PIC单片机：一种 微控制器，用于控 制各种电子设备
PWM输出：一种 脉冲宽度调制技术， 用于控制直流电机 转速
软件编程与调试
调试工具：串口调试助手 编程环境：Keil uVision5 编程语言：C语言
程序结构：主程序、子程序、 中断服务程序
调试步骤：编译、链接、下 载、运行、调试
调试技巧：断点设置、单步 执行、变量观察、堆栈跟踪
系统测试与优化
基于plc的电机变频调速系统设计_毕业设计论文
基于plc的电机变频调速系统设计1 绪论1.1本课题研究目的和意义PLC具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用、使用方便、可靠性高、抗干扰能力强、寿命长等到一系列优点[2]。
可编程控制器(PLC)的核心微处理器，通过将计算机技术与传统的继电器控制系统有机结合起来，能够实现高度灵活、高可靠性的工业控制。
为了进一步提高设备的自动化程度，越来越多的企业将PLC 技术应用于其工厂设备中。
将原有电机控制系统的技术进行改造，引入电机控制系统的数据自动采集、监控以及变频、组态技术完善并改进电机变频调速机构。
该系统能对电机转速实现精确控制，实用性强，具有一定的推广价值随着电力电子技术以及控制技术的发展，交流变频调速在工业电机拖动领域得到了广泛应用[5]。
交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。
电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。
变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及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[3]。
本文对如何利用变频器连接PLC和控制对象，利用软件操作来控制电机的转速，达到远程自动控制进行了讨论[4]。
在工业生产中，电机交流变频调速技术以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，被公认为最有发展前途的调速方式。
PLC控制技术在自动控制系统中被普遍采用。
本文构建了一个变频嚣连接PLC和控制对象，利用软件操作来控制电机转速．以达到远程自动控制的系统[8]。
1.2 交流变频调速技术的研究情况及其发展在21世纪电力电子器件的快速发展，使交流变频调速技术优越的性能得到迅速发展，同时控制理论进步，变频调速以其调速精度高、调速控制范围广、回路保护功能完善，响应速度快、节能显著等优点，现在以广泛的用于电力、制造、运输等国民经济领域[6]。
变频调速技术现在被公认为是最理想、最有发展前景的调速方式之一，采用变频器构成变频调速传动系统的主要目的是为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求以及节约能源、降低生产成本。
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摘要变频调速技术已经成为节能和提高产品质量的有效措施。
变频调速的重要性日益得到国家的重视，在国内推广变频调速技术有着非常重大的现实意义和巨大的经济价值和社会价值。
中压变频调速技术是电力电子领域的一个制高点技术，中压大功率变频器是电力电子行业中尚未解决的一个难题。
本论文概述了中压变频器的国内外技术发展及趋势，对中压变频器各种类型的优缺点进行了分析。
阐述了单元串联多电平移相式PWM电压源型变频器原理，通过对原理的阐述,进一步透彻的掌握单元串联多电平高压变频器的内部特性。
研究了单元串联多电平中压变频器的PWM技术和SPWM技术。
基于各种PWM 控制技术的对比，本设计选定三角载波移SPWM技术作为控制方法。
文中介绍了IGBT的工作原理和各种保护方法。
给出了基于PIC单片机的五单元串联中压变频器的控制单元的软硬件设计。
关键词：变频器；单元串联中压变频器；PWM技术；移相载波SPWM技术；单片机AbstractVelocit y adjustmentt echnique of mid-voltage variable frequency is an advanced technique in power electronics realm.mid-voltage and large-power frequency converter is an unsolved difficult in power electronics industry. Its using area basicall y covers with all kinds of main ind ustry and it has a large market potential. But, compare d with latent market, our middle-voltage frequency converter (HVF) is in starting phase in which it is an extremel y good opportunit y to develop domestic frequency converter manufacturing industry. Velocit y adjustment technique of mid-voltage variable frequ ency has become effective measures to save energy and promote product quality. The expansion of velocit y adjustment technique has got very important and realistic meaning and tremendous economic and societ y value.The progress and the trend of HVF techni que，the market requirements domestic and abroad for HVF are reviewed. The advantage and disadvantage of different HVF t ypes, effects of HVF on electric net and electric motor areanal yzed in detail.The paper studied the PWM technology and SPWM technology fo r medium voltagec ascadedm ultilevelin verters. Based on the anal ys is of kinds of PWM technologies，the design choose the Triangle_Carrier phase-shifted SPWM for cascaded multilevel inverters as control technology.The paper introduced the operation pr inciple and many kinds of protection methods of IGBT.The software and hardware design of control unit of the Five_units Cascaded Medium Voltage Inverter is introduced.Key Words：frequency inverter；Cascaded Medium Voltage Inverter ；PWM Technology；phase-shifting carrier SPWM；Single-Chip Microcomputer目录摘要 (I)Abstract (II)第1章概述 (1)1.1 设计背景 (1)1.2 中压变频器的类型 (1)1.3 中压变频器国内外研究概况 (2)1.4 变频器主器件－电力电子器件的发展现状 (3)第2章单元串联多电平变频器工作原理及其特点 (5)2.1 概述 (5)2.2单元串联多电平变频器主电路结构 (5)2.3 单元串联多电平变频器工作原理 (6)第3章 IGBT介绍及其保护电路 (8)3.1 IGBT介绍 (8)3.2 IGBT 的工作原理 (8)3.2.1 基本工作原理 (8)3.2.2 IGBT 的主要参数 (9)3.2.3 IGBT 的安全工作区 (10)3.2.4 IGBT 对驱动电路的要求 (11)3.3 保护措施 (12)3.3.1 IGBT栅极的保护 (12)3.3.2 集电极与发射极间的过压保护 (13)3.3.3 集电极电流过流保护 (15)3.3.4 过热保护 (17)第4章PWM技术和SPWM调制方法综述 (17)4.1 PWM技术基本概念 (17)4.1.1 PWM控制的基本原理 (18)4.1.2 PWM技术基本概念 (19)4.2 SPWM调制方法对比分析 (24)4.2.1 采样法SPWM (24)4.2.2 谐波消去法SPWM (27)4.2.3 载波相移SPWM（CPS－SPWM） (29)4.2.4 小结 (31)第5章控制电路设计 (31)5.1 设计任务、要求和参数 (31)5.2 主电路设计概述 (31)5.2.1 变频器的构成 (31)5.2.2 变频器各部分概述及本设计主电路方案选择.. 325.3 PIC系列单片机简介 (34)5.3.1 PIC系列单片机的特点 (34)5.3.2 PIC系列单片机的优势 (35)5.3.3 本设计选用的PIC16F877介绍 (36)5.4 控制部分设计 (37)5.4.1 控制电路方案选择 (37)5.4.2 控制电路各部分设计 (38)5.4.3 IGBT驱动电路设计 (46)5.4.4 PIC16F877系统接线 (51)第6章软件设计 (52)6.1 程序设计思路 (52)6.2 程序流程图 (53)6.2.1 主程序流程图 (53)6.2.2 AD转换子程序流程图 (53)6.2.3 I/O口初始化子程序流程图 (53)6.2.4 AD模块初始化子程序流程图 (53)6.2.5 外部、电平中断服务子程序流程图 (53)6.2.6 定时器中断服务子程序流程图 (53)6.3 软件清单 (57)第7章实验结果和分析 (62)7.1 实验内容 (62)7.2 实验仪器 (62)7.3 实验波形 (62)7.4 实验结果分析 (63)第8章设计总结 (64)元器件明细表 (65)参考文献 (69)英文资料原文 (70)英文资料翻译 (77)致谢 (87)兰州理工大学毕业设计说明书第1章概述1.1 设计背景由于电力电子技术、微电子技术和现代控制理论以惊人的速度向前发展，随之带动了交流传动技术日新月异的进步。
交流传动经过近二十年的发展，目前它正成为电气传动的主流。
变频调速是交流传动中最主要的一种。
随着变频调速技术的迅速发展和其性能的不断提高，近年来在适用于中压（3V～10kV）电压等级电动机的中压变频器也得到了相应的发展，特别是一些新建的工程项目，一改往日在中压电机无特别要求时，不考虑调速方案的设计思想，从节能、生产工艺要求出发，在设计中大都考虑了调速的系统，或将原来的低效、简单的调速系统改造成高效、高性能的变频调速系统。
这在近年来已成为一种时尚，在有些领域也作为其系统先进性的一个标志。
1.2 中压变频器的类型从中压变频器主电路结构上看，它不象低压通用变频器那样，有统一的、很明确的形式种类，中压变频器大概分为两大类，即所谓的高—低—高型和直接型。
高—低—高型中压变频器实质上是低压变频器，它只是在低压通用变频器前加了一个降压变压器，将中压变成低压通用变频器能适应的低压，在低压通用变频器输出侧加一个升压变压器，将其输出的低压再升高为中压电机所能适应的中压。
由于此类变频器是以成熟的低压通用变频器为基础的，因此，它是最早的一种中压变频器，它的唯一优点是易于实现。
它的缺点是：1. 由于变频器输出含有高次谐波和直流分量，升压变压器需特殊设计；2. 低压通用变频器所具有的对电机的影响，以及对电网的污染，它仍然具备；3. 由于两个变压器都有较大损耗，使其效率较低；4. 装置占地面积大。
由于此类变频器的诸多固有缺点，故在近年来已被所谓的直接型中压变频器取代。
直接型中压变频器无需升、降压变压器，而是对中压电源直接进行变频、变压等变换，其输出直接就是能供给中压电机的中压。
这类变频器根据主电路所用的功率器件可大概分为：以晶闸管或GTO(Gate Turn Off Thyristor)为功率器件的电流型中压变频器，以IGCT(Integrated Gate Commutated Thyristor)或IGBT(Insulated Gate Bipolar Transisor)为功率器件的三电平中压变频器和以IGBT为功率器件的单元串联多电平中压变频器。
从对电网污染的程度和对电机的影响两方面看，后一种最优。
但是，由于这种变频器其功率单元中的整流采用的是二极管整流电路，能量不能回馈电网，系统不能四象限运行，所以它最适合于风机和水泵类负载。
1.3 中压变频器国内外研究概况目前在国际上，能生产低压通用变频器的公司非常之多，而国内也有很多公司、厂家能生产，但能生产中压变频器的公司在国际上只有少数几家著名的电气公司，如通用电气公司（GE）、德国西门子（SIMENS）和罗宾康（ROBICON）等公司。