单片机设计变频器
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。
基于DSP单片机的变频器快速响应控制逆变器设计
基于DSP单片机的变频器快速响应控制逆变器设计无标题随着现代工业的高速发展，变频器作为电力变换的重要设备在各个行业中的应用越来越广泛。
随着电力电子器件技术的不断进步，目前基于数字信号处理（DSP）开发的变频器也被广泛采用，其性能高效、功能全面，成为现代化工业必不可少的控制装置。
本文旨在通过对DSP单片机的设计，实现变频器快速响应控制逆变器的设计，从而提升工业生产过程的效率。
一、变频器的概述变频器是一种能够实现交流电机转速控制的设备，适用于变频调速系统中。
它主要包括整流器、滤波器、逆变器三大部分，其中整流器是将交流电源变换成稳流直流电源，滤波器是将直流电源中的纹波滤除掉使电压平稳，逆变器则是将直流电源控制为交流输出。
变频器的基本原理是：通过半导体器件（IGBT、MOSFET等）的开关控制，将直流电源控制成交流输出电源，从而实现电机的转速控制。
变频器的应用领域非常广泛，如电梯、空调、冷冻空调等，已成为现代工业传动控制的主要设备。
二、基于DSP单片机的变频器控制设计随着可编程控制器（PLC）和单片机微处理器的普及，DSP单片机不仅在通信、电力等领域中得到了广泛的应用，而且在变频器领域中也得到了越来越多的应用。
相对于传统的模拟电路和数字电路控制方式，基于DSP单片机的变频器控制可以实现快速响应、更准确的控制系统和更灵活的功能扩展。
本文基于DSP单片机的变频器控制设计主要采用了TI的TMS320F28335芯片作为控制核心，实现快速响应控制逆变器的功能。
1. 系统设计基于DSP单片机的变频器控制系统所需的硬件基本板块包括：TMS320F28335芯片、驱动板、直流电源电路、开发板以及组合电机系统等。
其中，驱动板主要负责控制系统的闭环反馈控制和功率输出控制；直流电源主要是将市电转换成所需的直流电；开发板主要提供控制接口，组合电机则是模拟实际的工业生产场景。
在系统设计中，将回路分为两部分：电压反馈回路和速度反馈回路，其中电压反馈回路主要负责基本的电机控制，通过内部放大电路和比较器对输出电压进行控制。
单片机设计变频器
目录一．引言 (2)二．芯片特性简介 (2)2.1AT89S52单片机功能介绍 (2)2.2 芯片SPMC75F2413A特性 (4)三．系统总体方案介绍 (5)3.1 这个系统的功能： (6)3.2 系统工作流程： (6)四．系统硬件设计 (6)五．变频器系统软件设计 (7)5.1该系统核心驱动部分的结构如图 5-1。
(7)5.2 子程序的流程如图 5-2。
(8)5.3系统主流程图 (9)5.4变频器运行过程中参数调整模块设计 (9)5.5 变频器采样及故障检测模块设计 (10)5.6定时器中断模块设计 (11)五．总结 (13)六．参考文献 (13)一．引言变频器是从上世纪中叶发展起来的一种交流调速设备。
它是为了解决传统的交流电机调速困难、传统的交变速设备不但结构复杂且效率和可靠性均不尽人意的缺点而出现的。
由于其使交流电机的调速范围和调速性能均大为提升，因此交流电机逐渐代替直流电机出现在各种应用领域，即便是以往只可能是直流电机出现的伺服控制领域。
随着电力半导体长足发展，变频器也随之不断进步。
今变频器已深入我们的日常生活，随处可见其为我们服务的身影。
本文主要介绍设计一种较为通用的变频器，控制器采用AT89S52单片机，对变频的控制算法进行分析设计，利用恒压频比方式控制变频器工作，得出程序算法的流程图和硬件电路设计图，本文所设计的系统具备以下功能：括电机驱动、异常事件处理、运行参数的设置、信息状态管理、通信链路接口、人机交互接口等几部分。
二．芯片特性简介控制电路的设计是变频器设计的关键，传统的变频器采用模拟器件实现，因模拟器件受温度的影响而严重影响其性能，所以系统设计采用AT89S52单片机SPWM专用集成芯片配合来实现逆变控制器6个IGBT的通断。
2.1 AT89S52单片机功能介绍AT89S52单片机为40引脚芯片如图所示，具有PDIP，PLCC和TQFP3钟封装形式。
各引脚的功能如下：● P0口——8位、开漏极、双向I/O口。
基于单片机交流变频调速系统设计
计算机控制技术课程设计基于单片机交流变频调速系统设计1. 系统的硬件设计1.1 系统工作原理交流变频调速系统原理框图如图1所示，从结构上主要分为控制部分和执行部分。
单片机、时钟电路、通讯阿接口、键盘与显示电路、光电耦合、IPM 逆变器、整流模块、转速检测和故障检测、报警电路等组成。
执行部分为三相异步交流电动机。
图1 基于8051的变频调速系统原理方框图系统的工作原理为：电机的转速由转速传感器转换成矩形脉冲信号，经光电隔离后进入单片机计数器，由计数器值获得电机的实际转速，与设定转速比较，经Fuzzy-PID 控制器调节后，单片机产生的PWM 波经6N137线性光耦进行电气隔离后作用于逆变模块IPM（intelligent power module），实现电机的闭环变频调速。
霍尔电流、电压传感器将检测到的逆变模块的三相输出电流、电压信号，经采样保持后进入单片机，完成A/D 转换后，由CPU 进行处理。
逆变模块工作时所需要的直流电压信号由整流电路对电源进行全桥整流得到。
基于8051的变频调速系统的总体设计方案方框图如图1所示。
主要由主电路（整流电路、逆变和逆变驱动电路、检测电路、滤波电路）、光电隔离电路、过压保护电路、8051控制电路和人机接口电路组成。
1.2 主电路的设计主电路为单相全桥逆变电路，主开关管采用IGBT，输出100V，50-400Hz 频率可调的交流电压。
由单片机输出两路互补（有一定死区时间）单极性SPWM 波来控制该逆变电源。
对输出SPWM 波的最小脉冲问题进行了处理，采用汇编语言对中断服务子程序进行编程，使得SPWM 波形中最小脉冲的宽度达到了3μs，这个宽度（时间）基本达到实验中所用IGBT 的最小开关周期。
该系统主电路如图2所示，以8051为控制核心，采用交-直-交电压源变频器结构。
图4.5电压型交-直-交变频主电图2 电压型交-直-交变频主电路1.3逆变驱动电路的设计一个理想的IGBT 驱动器应具有以下基本性能：(1)动态驱动能力强，能为IGBT 栅极提供具有陡峭前后沿的驱动脉冲。
单片机对变频器调速系统的控制设计
单片机实现对变频器调速系统的控制设计
break; default: break; } mima+=9*j;////////把键值*权赋给输入密码 break; 第二种： 显示转速数组上内容: for(j=0;j<num1;j++) { Show_Short(36+j*6,26,zs[j],1);/////显示转速数组上内容 } PutString(68,26,"n/min"); 更新数组内容，指针右移：以按下数“3”为例，见程序中注释部分解释 case 2://3 键 delay(700); switch(selectflag)//selectflag 菜单选择标志变量 { case 2: //////////转速菜单设置 if(t1<=num1)//////num1 限制输入数据个数 zs[t1++]=3;///////t1 加 1，指针右移 break; case 3: //////////加速时间菜单设置 if(t2<=num2) /////num2 限制输入数据个数 time1[t2++]=3; ///////t2 加 1，指针右移 break; case 4: //////////停止时间菜单设置 if(t3<=num2) /////num2 限制输入数据个数 time2[t3++]=3; ///////t3 加 1，指针右移 break; default: break; } 退格取消的程序十分简单，只需要把标志键数的变量-1 即可，如第二种方法 中的 t1、t2、t3，取消键程序如下所示： case 14: //E 键 delay(700); PutString_cn(114,39,"取"); PutString_cn(114,52,"消"); switch(selectflag) { case 2:t1--;if(t1<0)t1=0; break; case 3:t2--;if(t2<0)t2=0;
单片机驱动的PWM变频电源设计及电磁兼容性分析
单片机驱动的PWM变频电源设计及电磁兼容性分析一、简介随着工业化的发展，工业电力的需求量越来越大，为了满足不同负载电器的需求，电源设备也不断在进行更新、升级。
变频电源因其电能质量好、具有稳定输出、可靠性强等优点，在工业领域得到了广泛的应用。
单片机驱动的PWM变频电源，是指通过单片机控制，利用PWM技术对设备进行变频控制的电源。
本文将介绍如何设计出这种变频电源，并对其电磁兼容性进行分析。
二、PWM技术的介绍PWM技术，即脉冲宽度调制技术，是一种经典的模拟调制技术，利用周期恒定、占空比可变的方波信号，通过滤波得到可控电压输出。
PWM技术具有控制简单、输出精确、效率高等优点，被广泛应用于各种场合。
利用PWM技术可以实现电压、电流、功率甚至是频率等各种参数的控制。
三、基于单片机的PWM变频电源设计1. 硬件设计对于基于单片机的PWM变频电源设计，首先需要进行的是硬件设计。
硬件设计过程中，需要考虑到设备的输出电压、输出电流、功率要求，以及可控范围等因素。
同时还需要考虑电源的质量、可靠性等方面。
2. 软件设计软件设计是基于单片机控制的PWM变频电源设计中不可或缺的一部分。
在软件设计中，需要编写控制代码，实现对设备的控制。
针对不同应用场合，软件设计也是需要进行调整的。
因为不同负载电器的参数不同，对于控制代码也会从而发生变化。
四、电磁兼容性分析作为重要的工业设备，电源输出电磁干扰对于其他设备的影响是不可避免的。
因此，在PWM变频电源设计完成后，需要进行电磁兼容性测试。
电磁兼容性测试，涵盖了多方面的测试内容，如辐射测试、传导测试等。
通过对测试结果的分析，可以确定设备是否达到了国际标准要求。
同时，在设计过程中，也需要考虑到电源的电磁兼容性。
例如，选用合适的滤波器和屏蔽等措施，可以有效的减少电磁干扰。
五、结论基于单片机的PWM变频电源，在工业领域具有广泛的应用前景。
通过精确控制输出电压、电流、功率等参数，可以满足不同设备的需求。
基于单片机的变频器设计.概要
照明系统 转把、刹把 控制器 信号系统
安全系统
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动力系统
论文结果分析
本研究课题经过理论分析，硬件电路设计、软件的编写和调试， 最终完成了电动自行车控制器的样品设计。该控制器以ST系列 单片机中性价比较高的STM8S903K3为控制核心，充分利用片 内多种资源，设计出的控制器具有体积小的特点和较低的成本 优势，具有一定的市场竞争力。 控制器样品设计完成后，我们对控制器进行了一系列关键点的 测试，结果都令人满意。在MOSFETቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ通时，绕组端电压在 24V左右。
Y Y
电机是否启动? Y 是否过压? N 是否过流? N 是否欠压? Y 停止 清零电机启动 标志位
N
N
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论文基本内容
一个完备的电动自行车控制系统，应主要报告电源系统、转把、 刹把、安全系统、照明系统、信号系统、动力系统等。电源系统 主要满足整个系统对能量的需求，转把、刹把是用户与控制器交 流的桥，安全系统实现了电动自行车的防盗功能，照明系统在可 见度较低时给整个电动自行车照明，信号系统一方面实现了用户 与控制器的交流，另一方面也给电动自行车的安全提供了保障， 动力系统为电动自行车的能量转换部分，它将电能转换为机械能， 为电动自行车提供了动力。系统电路图。
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不足之处
设计不是完整的电动自行车整体。刹车功能、上电自 检功能没有添加 软件测试还有不稳定方面 无传感模式的起动问题，不能保证系统的通用性，而 且起动有可能不成功系统的闭环控制方面，本应该采 用速度、电流串级控制，而最终舍弃了电流闭环，只 做了一个速度闭环控制，而且速度控制的精度并不算 高 系统保护功能方面，欠压保护的阀值设定的较低，电 机起动时还是会突然拉低母线电压，而且会持续一段 时间，至今没找到问题所在 部分元器件只是简单了解
基于单片机的特殊变频器的设计
、八、-前言在现代工业和经济生活中，伴随着电力电子技术、微电子技术以及现代控制理论的发展，变频技术已广泛应用于各个领域。
PWM 控制技术一直是变频技术的核心技术之一。
1964 年 A.Schonung 和H.Stemmler 首先在《BBC 》评论上提出把这项通讯技术应用到交流传动中，从此为交流传动的推广、应用开辟了新的局面。
从最初采用模拟电路完成三角调制波和参考正弦波比较，产生正弦脉宽调制SPWM 信号以控制功率器件的开关开始，到目前采用全数字化方案，完成优化的实时在线的PWM 信号输出，可以说直到目前为止，PWM 在各种应用场合仍占主导地位，并一直是人们研究的热点。
本文首先对变频技术、PWM 控制原理等内容进行介绍。
在充分了解PWM 变频原理的情况下，设计一个用单片机产生PWM 脉冲信号，达到变频目的的系统。
整个系统的上位机部分采用Borland 公司推出的可视化开发工具Delphi7.0 来实现；下位机CPU 选用美国ATMEL 公司生产的AT89C2051 单片机来实现。
目录1. 绪论 (1)1.1变频技术 (1)1.2变频技术的发展 (1)1.3设计的主要内容及意义 (2)1.3.1 主要内容 (2)1.3.2 意义 (3)2. 变频器基本原理与系统硬件设计 (4)2.1变频器基本结构及功能原理 (4)2.1.1 变频器的基本结构 (4)2.1.2变频器的功能原理 (4)2.2系统硬件设计 (4)2.2.1 系统变频器主电路 (5)2.2.2整流单元 (5)2.2.3直流中间单元 (6)2.2.4逆变单元 (6)3 PWM方法与控制技术................................................................. ••••11 3.1 PWM控制的基本原理 (11)3.2 PWM变频的微型计算机实现 (16)4 系统程序设计.......................................................................... •••22 4.1下位机结构及程序编制 . (22)4.1.1 单片机AT89C2051 (22)4.1.2单片机产生PWM虫发脉冲的程序编制 (27)4.2上位机程序编制及实现 (33)4.3系统下位机与上位机通讯程序编制 (36)4.3.1串行通讯接口电路 (36)4.3.2 串行通信的WindowsAPI简述 (37)4.3.3串行通信相关函数 (37)4.3.4 API 函数使用流程 (38)4.3.5通信步骤 (39)4.3.6 上、下位机通信程序的编制 (39)4.4上位机通信部分运行调试 (43)结束语 ........................................................................ 错误！未定义书签。
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目录一．引言 (2)二．芯片特性简介 (2)2.1AT89S52单片机功能介绍 (2)2.2 芯片SPMC75F2413A特性 (4)三．系统总体方案介绍 (5)3.1 这个系统的功能： (6)3.2 系统工作流程： (6)四．系统硬件设计 (6)五．变频器系统软件设计 (7)5.1该系统核心驱动部分的结构如图 5-1。
(7)5.2 子程序的流程如图 5-2。
(8)5.3系统主流程图 (9)5.4变频器运行过程中参数调整模块设计 (9)5.5 变频器采样及故障检测模块设计 (10)5.6定时器中断模块设计 (11)五．总结 (13)六．参考文献 (13)一．引言变频器是从上世纪中叶发展起来的一种交流调速设备。
它是为了解决传统的交流电机调速困难、传统的交变速设备不但结构复杂且效率和可靠性均不尽人意的缺点而出现的。
由于其使交流电机的调速范围和调速性能均大为提升，因此交流电机逐渐代替直流电机出现在各种应用领域，即便是以往只可能是直流电机出现的伺服控制领域。
随着电力半导体长足发展，变频器也随之不断进步。
今变频器已深入我们的日常生活，随处可见其为我们服务的身影。
本文主要介绍设计一种较为通用的变频器，控制器采用AT89S52单片机，对变频的控制算法进行分析设计，利用恒压频比方式控制变频器工作，得出程序算法的流程图和硬件电路设计图，本文所设计的系统具备以下功能：括电机驱动、异常事件处理、运行参数的设置、信息状态管理、通信链路接口、人机交互接口等几部分。
二．芯片特性简介控制电路的设计是变频器设计的关键，传统的变频器采用模拟器件实现，因模拟器件受温度的影响而严重影响其性能，所以系统设计采用AT89S52单片机SPWM专用集成芯片配合来实现逆变控制器6个IGBT的通断。
2.1 AT89S52单片机功能介绍AT89S52单片机为40引脚芯片如图所示，具有PDIP，PLCC和TQFP3钟封装形式。
各引脚的功能如下：● P0口——8位、开漏极、双向I/O口。
当用做通用I/O口时，每个引脚可驱动8个TTL负载；当用做输入时，每个端口首先置1。
P0口也可用做访问片外数据存储器和程序存储器时的低8位地址/数据总线的复用口。
这种情况下，P0口内含上拉电阻。
在Flash编程时，P0口输入代码数据；在Flash校验时，P0口输出代码数据。
在进行编程校验时，需外接10KΩ的上拉电阻。
● P1口——8位、双向I/O口，内含上拉电阻。
P1口为用户使用的通用I/O口，每个引脚可驱动4个TTL负载。
当用做输入时，每个端口首先置1。
P1.0和P1.1引脚也用做定时器2的外部计数输入(P1.0/T2)和触发器输入(P1.1/T2DX)。
在编程和校验期间，P1口可输入低字节地址。
● P2口——8位、双向I/O口，内部具有上拉电阻。
P2口可用做通用I/O，可以驱动4个TTL 负载。
对P2口各位写入1，可作为输入。
每个引脚由外部负载拉为低电平时，经由内部上拉电阻向外输出电流。
在访问16位地址的外部程序存储器和数据存储器时，P2口提供高8位地址。
用MOVX @DPTR类指令访问外部数据存储器时,P2口为高8位地址(即PCH)；用MOVX @R0和MOVX @R1类指令访问外部数据存储器时，P2口上的内容是SFR P2的内容。
在编程和校验时，P2口接收地址线的高位和一些控制信号。
P3口——8位、双向I/O口，内部含有上拉电阻。
● P3口可用做通用I/O口，可驱动4个TTL负载。
当用做输入熟，要先将P3口各位置如外部负载将P3口拉低，则经过上拉电阻向外输出电流。
在编程和校验时，P3口接收某些控制信号。
● ——地址锁存允许/编程脉冲输入。
● ——外部程序存储器读选通，低电平有效。
● ——片外程序存储器访问允许。
● XTAL1和XTAL2——XTAL1是片内振荡器反相放大器和时钟发生器的输入端，XTAL2是片内振荡器反相放大器的输出端。
2.2 芯片SPMC75F2413A特性基于智能功率模组芯片和SPMC75F2413A实现的通用变频器方案，下面介绍SPMC75F2413A的特性。
SPMC75F2413A 是μ’nSP系列产品的一个新成员，是凌阳科技新推出的一个16位结构的微控制器。
与其它μ’nSP产品不同的是，SPMC75F2413A主要应用在工控或是家电的变频驱动领域。
由于其拥有出色性能定时器PWM信号发生器组。
因此，SPMC75F2413A可以方便的实现各种电机驱动方案。
SPMC75F2413A在4.5V~5.5V工作电压范围内的工作速度范围为0~24MHz，拥有2K字SRAM和32K字闪存ROM；64个可编程的多功能I/O端口；5个通用16位定时器/计数器，且每个定时器均有PWM发生的事件捕获功能；2个专用于定时可编程周期定时器；可编程看门狗；低电压复位/监测功能；8通道10位模-数转换。
SPMC75F2413A在电机控制领域有相当优秀的表现。
特性包括：◆凌阳16位μ’nSP处理器(ISA 1.2)；◆工作电压：内核：4.5V～5.5V；◆最高运行速度：24MHz；◆工作温度： -40 ℃～85 ℃；◆芯片内存储器：32KW (32K×16) Flash2KW (2K×16) SRAM；◆基于时钟发生模块的锁相环电路；◆看门狗定时器◆ 10位模/数转换器 8通道输入 10us (100kHz)转换时间；◆串行通讯接口通用异步串行通讯接口(UART) 标准外围接口(SPI)；◆总计64个通用输入输出管脚；◆电源管理 2种低功耗模式：Wait/Standby 每个外设都可以独立的供电；◆两个比较匹配定时器；◆ 5个16位通用定时器；◆ 2个用于脉宽调制，2个用于速度捕获，1个用于速度反馈环；◆ MCP定时器3支持 TIO3A～TIO3F, MCP定时器4支持 TIO4A～TIO4F；◆脉宽调制定时器支持递增/递减计数；◆ PDC定时器0/1均支持3通道的TIO0A～TIO0C输入捕获；◆ TPM定时器2支持捕获/脉宽调制；◆ 12个16位脉宽调制输出；◆ 2通道的电机驱动脉宽调制输出(互补的3相6路脉宽调制输出)；◆ TIO3A～TIO3F利用 MCP 定时器3工作, TIO4A～TIO4F利用MCP定时器4工作；◆中心(center)或边沿(edge)脉宽调制输出；◆通过外部错误保护管脚进行脉宽调制输出保护；◆可编程的死区控制(Dead time control)；◆脉宽调制服务和错误中断发生；◆具备驱动交流感应电机和直流无刷电机的能力；◆内嵌在线仿真功能；三．系统总体方案介绍本通用变频器系统主要由凌阳十六位单片机SPMC75F2413A、三凌的IPM功率模组芯片PS21865A组成，系统框图如图 3-1。
图 3-1系统框图3.1 这个系统的功能：系统运行参数可调化，以适应不同应用的需要；拥有实时的信息和状态显示，主要用于当前系统的状态信息显示和人机接口的一部分；带有系统参数设置和控制用的键盘；拥有8个数字控制端口，以方便用户的远程操控，端口的具体功能可通过设置来更改；具备模拟控制接口；完备的系统保护功能，在系统异常时保护系统不受损坏。
3.2 系统工作流程：主控MCU接收根据设置来自键盘和数字或是模拟接口的控制信息合成驱动电机驱动所用的驱动信号，信号经IPM功率变换后驱动电机。
同时主控MCU会随时监视系统的运行，一旦出现异常便会立即保护，同时报警，以提醒用户进行处理。
四．系统硬件设计系统驱动部分的电路原理图如图 4-1。
其中PS21865A内部是一个三相的功率桥相应驱动电路，用于实现SPWM信号到驱动电机的功率变换功能。
SPMC75F2413A 单片机的主要作用：（1）. 产生驱动电机所需的SPWM信号。
（2）. 完成人机交互，方便用户对系统的控制。
（3）. 处理相关的异常信息，确保系统的安全可靠。
SPMC75F2413A产生的三相互补的PWM信号经由芯片的IOB0~5输出，控制PS21865A的三相全桥电路，信号经功率合成放大后从 OUT_U、OUT_V、OUT_W三个端子输出并控制电机。
同时，U相和W相的信号还会通过电流互感器，为系统控制提供电流传感信号。
SPMC75F2413A的IOB6是错误侦测输入端，通过对其传回信号的检测，一旦PS21865A出现工作异常（如过压、欠压、过流、过热），驱动硬件会立即禁止PS21865A工作，同时申请中断，请求CPU处理。
图 4-1中的电阻是上拉电阻，因PS21865A的故障输出信号是集电极开路输出的，同时这个信号是低有效的。
图 4-1系统电路原理图五．变频器系统软件设计整个系统软件分为三部分：（1）.电机的核心驱动程序，这部分主要是产生电机驱动所用的SPWM信号发生器，和一些相关的驱动服务程序；（2）.系统控制程序；（3）.人机接口界面程序；5.1该系统核心驱动部分的结构如图 5-1。
在这里使用直接数字频率合成的方法去实现SPWM信号的产生，只不过是用PWM发生器替代了DAC。
这部分结构（除PWM发生模块）将在PWM的周期中断中用软件实现。
这里的调制系数计算和乘法器主要是为实现波形的幅度控制和电源波动补尝用的波形合成的PWM周期中断服务。
图5-1 驱动结构5.2 子程序的流程如图 5-2。
程序首先判断是否有波形参数更新，以此实现波形参数的一次性同步更新，以防止参数修改不同步对发生信号的影响。
而后程序会根据图 5-1的结构流程依次执行，完成后返回。
图 5-2 中断服务子程序流程图系统控制部分是整个系统协调的心脏。
整个系统都在其协调下有条不紊的工作。
这部分主要是根据系统设置和当前系统的状态给出相应的控制信息，以确保系统的可靠运行。
5.3人机接口界面程序。
这部主要是为用户提供一个简单易用的交互接口，以方便用户对变频器的可靠控制。
包括变频器的起停、各种运行参数的设置都在这一层面上执行。
5.3系统主流程图图5—3 主程序流程图如图5-3所示，主程序主要负责各个模块的运行调度：首先系统运行前，先对系统相关参数、部件进行初始化；其次，当某模块需要运行的时间到时，就调用相关模块运行。
总体来说，可以认为本系统采用分时轮转的系统运作模式。
系统主要包括的模块（任务）有：键盘扫描处理模块、显示模块、运行参数调整模块、采样和故障检测模块等。
5.4变频器运行过程中参数调整模块设计变频器在运行过程中，会实时的根据负载的大小来调节运行状态，而此运行状态则是通过调节SPWM波的频率和幅值来实现的。
在变频器运行过程中分为以下几个状态。
加速态（ACC）、工作态（WORK）、减速态（DEC）、制动态（BRAKE）和停止态（STOP）；在设计中还应主要一些保护功能的开启，比如防跳闸功能，具体情况参见图5—4所示,fs为设定频率，fe为基频，通常为电机的额定频率。