8XC196MC變頻器專用仿真器的開發(fā)
發(fā)布時(shí)間:2008/6/3 0:00:00 訪問次數(shù):594
     謝長征 蔡世英
    
     來源:《電子技術(shù)應(yīng)用》
     摘要:介紹變頻器專用仿真器的設(shè)計(jì)開發(fā)。硬件設(shè)計(jì)方面,介紹了芯片的選擇,重點(diǎn)論述三對(duì)pwm波形發(fā)生器、保護(hù)電路和信號(hào)輸入輸出電路,并選擇并口與上位機(jī)通信;軟件設(shè)計(jì)方面,仿真器與上位機(jī)的通訊使用同步串行通訊(spi),軟件依據(jù)此通訊協(xié)議而設(shè)計(jì),使用32位命令-地址-數(shù)據(jù)方式。此仿真器也可直接用于變頻控制,實(shí)現(xiàn)使用證明,此仿真器優(yōu)于其它通用型仿真器。
    
    
     關(guān)鍵詞:變頻器
     仿真器 pwm波形
     市面上各種仿真器應(yīng)有尺有,但這些仿真器是通用性的,對(duì)于使用8xc196mc作為變頻器專用芯片的開發(fā)人員來說,卻并不那么好用,甚至有一定的障礙,因?yàn)榉抡嫫鞯挠行┒丝谝驯环抡嫦到y(tǒng)使用,用戶就不能再使用這些端口。
     下面依據(jù)變頻器開發(fā)的一些要求設(shè)計(jì)簡單好用的8xc196mc仿真器,重點(diǎn)是三相波形發(fā)生器(wg)及保護(hù)(extint)電路。8xc196mc和其他的芯片比較,一個(gè)最顯著的特點(diǎn)是它的wg電路。wg是使8xc196mc適合于電機(jī)控制的主要片內(nèi)外圍電路,其與專用三相波形發(fā)生器芯片hef4752相似,但它的功能更強(qiáng),使用起來更方便,占用cpu時(shí)間更少。wg可產(chǎn)生三對(duì)具有同一載波(三角波或正向鋸齒波可選)但占空比各自可編程的pwm波形,每對(duì)pwm波形的互補(bǔ)的。其間的死區(qū)時(shí)間(不重迭激活時(shí)間)、輸出極性和輸出組合均可編程。載波周期和各相的占空比的修改方式以及每個(gè)載波周期中斷請(qǐng)求次數(shù)也可編程。當(dāng)被wg驅(qū)動(dòng)的外設(shè)發(fā)生故障時(shí),其保護(hù)電路立即硬件關(guān)閉wg的輸出,并提出中斷請(qǐng)求。當(dāng)用wg的三對(duì)pwm波形(經(jīng)隔離放大)來驅(qū)動(dòng)三相逆變器時(shí),可實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)變頻調(diào)速或其他交直流調(diào)速方案。
     1 硬件設(shè)計(jì)方案
     為了簡化仿真器r設(shè)計(jì),使用87c196mc作仿真器開發(fā)芯片,這樣可以利用其內(nèi)部的eprom。內(nèi)部的eprom可以作為仿真器的監(jiān)控程序(要求正確無誤),外部的ram可以作為仿真器的用戶程序。內(nèi)部epromr主要任務(wù)是將用戶程序、數(shù)據(jù)送到外部ram中或從ram中讀取程序、數(shù)據(jù)因?yàn)?7c196mc在運(yùn)行內(nèi)部eprom程序時(shí),外部的p3、p4、p5口可以設(shè)置為i/o口,這樣就可以控制這三個(gè)i/o口來控制ram數(shù)據(jù)的寫入或讀出,此時(shí)p3、p4口需要接上拉電阻),在傳送用戶程序時(shí)從內(nèi)部eprom處執(zhí)行程序(將ea=1后復(fù)位)。傳送完用戶程序后,再從外部ram處執(zhí)行程序(將ea=0后復(fù)位)。另外,為了使用方便,使用一個(gè)8255作為鍵盤掃描和動(dòng)態(tài)顯示擴(kuò)展芯片,分配重復(fù)地址0ff00~0ffff共156個(gè)地址空間。8255的pb口用來作為驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管8段碼的信號(hào),pc下口作為驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管4位碼的信號(hào),同時(shí)作為鍵盤掃描輸出信號(hào),pc上口其中3位作為鍵盤掃描輸入信號(hào),這樣就有4個(gè)動(dòng)態(tài)顯示的數(shù)碼管和12個(gè)鍵組成的鍵盤,已能滿足大部分的開發(fā)要求。8255其余端口可留給用戶擴(kuò)展使用。ram使用32k(程序數(shù)據(jù)共同占用),地址為0000~7fff,這樣大的空間已經(jīng)能滿足幾乎所有的開發(fā)應(yīng)用,剩下8000~feff的31.75k留給用戶擴(kuò)展使用。
     2 仿真器硬件設(shè)計(jì)
     硬件設(shè)計(jì)要求將wg波形發(fā)生器的輸出口(產(chǎn)生三對(duì)pwm波形用來驅(qū)動(dòng)三對(duì)逆變器)、a/d轉(zhuǎn)換輸入口(用于反饋電流、反饋轉(zhuǎn)速、電位器電壓設(shè)置、電位器頻率設(shè)置等的輸入)、多功能p2口(用戶可以利用它作一些如電源開關(guān)、報(bào)警、轉(zhuǎn)速捕獲及串行通訊等)、保護(hù)電路輸入開關(guān)、報(bào)警、轉(zhuǎn)速捕獲及串行通訊等)、保護(hù)電路輸入引腳extint(它和外部中斷共用同一引腳,用來接受外設(shè)的故障信號(hào),并同時(shí)提出中斷請(qǐng)求)留給用戶,另外安排鍵盤和顯示(使用8255擴(kuò)展)。為了用戶使用方便,這些口都必須使用標(biāo)準(zhǔn)的接口插槽。仿真器與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊,才能將程序或數(shù)據(jù)寫入或讀自仿真器的ram,所以仿真器本身需要通訊接口。為了不占用用戶端口,強(qiáng)制使用8位總線方式,這樣就多出了p5.6(buswidth)和p5.4引腳,如果使用簡單的同步帶時(shí)鐘反饋串行通訊方式與計(jì)算機(jī)連接,使用計(jì)算機(jī)并口(計(jì)算機(jī)并口操作簡單,并且有輸出鎖存器,還可以控制reset、ea等引腳,與前面的要示訂符)與仿真器通訊。由于a/d轉(zhuǎn)換共有13路,一般情況下用戶用不了這么多,所
     謝長征 蔡世英
    
     來源:《電子技術(shù)應(yīng)用》
     摘要:介紹變頻器專用仿真器的設(shè)計(jì)開發(fā)。硬件設(shè)計(jì)方面,介紹了芯片的選擇,重點(diǎn)論述三對(duì)pwm波形發(fā)生器、保護(hù)電路和信號(hào)輸入輸出電路,并選擇并口與上位機(jī)通信;軟件設(shè)計(jì)方面,仿真器與上位機(jī)的通訊使用同步串行通訊(spi),軟件依據(jù)此通訊協(xié)議而設(shè)計(jì),使用32位命令-地址-數(shù)據(jù)方式。此仿真器也可直接用于變頻控制,實(shí)現(xiàn)使用證明,此仿真器優(yōu)于其它通用型仿真器。
    
    
     關(guān)鍵詞:變頻器
     仿真器 pwm波形
     市面上各種仿真器應(yīng)有尺有,但這些仿真器是通用性的,對(duì)于使用8xc196mc作為變頻器專用芯片的開發(fā)人員來說,卻并不那么好用,甚至有一定的障礙,因?yàn)榉抡嫫鞯挠行┒丝谝驯环抡嫦到y(tǒng)使用,用戶就不能再使用這些端口。
     下面依據(jù)變頻器開發(fā)的一些要求設(shè)計(jì)簡單好用的8xc196mc仿真器,重點(diǎn)是三相波形發(fā)生器(wg)及保護(hù)(extint)電路。8xc196mc和其他的芯片比較,一個(gè)最顯著的特點(diǎn)是它的wg電路。wg是使8xc196mc適合于電機(jī)控制的主要片內(nèi)外圍電路,其與專用三相波形發(fā)生器芯片hef4752相似,但它的功能更強(qiáng),使用起來更方便,占用cpu時(shí)間更少。wg可產(chǎn)生三對(duì)具有同一載波(三角波或正向鋸齒波可選)但占空比各自可編程的pwm波形,每對(duì)pwm波形的互補(bǔ)的。其間的死區(qū)時(shí)間(不重迭激活時(shí)間)、輸出極性和輸出組合均可編程。載波周期和各相的占空比的修改方式以及每個(gè)載波周期中斷請(qǐng)求次數(shù)也可編程。當(dāng)被wg驅(qū)動(dòng)的外設(shè)發(fā)生故障時(shí),其保護(hù)電路立即硬件關(guān)閉wg的輸出,并提出中斷請(qǐng)求。當(dāng)用wg的三對(duì)pwm波形(經(jīng)隔離放大)來驅(qū)動(dòng)三相逆變器時(shí),可實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)變頻調(diào)速或其他交直流調(diào)速方案。
     1 硬件設(shè)計(jì)方案
     為了簡化仿真器r設(shè)計(jì),使用87c196mc作仿真器開發(fā)芯片,這樣可以利用其內(nèi)部的eprom。內(nèi)部的eprom可以作為仿真器的監(jiān)控程序(要求正確無誤),外部的ram可以作為仿真器的用戶程序。內(nèi)部epromr主要任務(wù)是將用戶程序、數(shù)據(jù)送到外部ram中或從ram中讀取程序、數(shù)據(jù)因?yàn)?7c196mc在運(yùn)行內(nèi)部eprom程序時(shí),外部的p3、p4、p5口可以設(shè)置為i/o口,這樣就可以控制這三個(gè)i/o口來控制ram數(shù)據(jù)的寫入或讀出,此時(shí)p3、p4口需要接上拉電阻),在傳送用戶程序時(shí)從內(nèi)部eprom處執(zhí)行程序(將ea=1后復(fù)位)。傳送完用戶程序后,再從外部ram處執(zhí)行程序(將ea=0后復(fù)位)。另外,為了使用方便,使用一個(gè)8255作為鍵盤掃描和動(dòng)態(tài)顯示擴(kuò)展芯片,分配重復(fù)地址0ff00~0ffff共156個(gè)地址空間。8255的pb口用來作為驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管8段碼的信號(hào),pc下口作為驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管4位碼的信號(hào),同時(shí)作為鍵盤掃描輸出信號(hào),pc上口其中3位作為鍵盤掃描輸入信號(hào),這樣就有4個(gè)動(dòng)態(tài)顯示的數(shù)碼管和12個(gè)鍵組成的鍵盤,已能滿足大部分的開發(fā)要求。8255其余端口可留給用戶擴(kuò)展使用。ram使用32k(程序數(shù)據(jù)共同占用),地址為0000~7fff,這樣大的空間已經(jīng)能滿足幾乎所有的開發(fā)應(yīng)用,剩下8000~feff的31.75k留給用戶擴(kuò)展使用。
     2 仿真器硬件設(shè)計(jì)
     硬件設(shè)計(jì)要求將wg波形發(fā)生器的輸出口(產(chǎn)生三對(duì)pwm波形用來驅(qū)動(dòng)三對(duì)逆變器)、a/d轉(zhuǎn)換輸入口(用于反饋電流、反饋轉(zhuǎn)速、電位器電壓設(shè)置、電位器頻率設(shè)置等的輸入)、多功能p2口(用戶可以利用它作一些如電源開關(guān)、報(bào)警、轉(zhuǎn)速捕獲及串行通訊等)、保護(hù)電路輸入開關(guān)、報(bào)警、轉(zhuǎn)速捕獲及串行通訊等)、保護(hù)電路輸入引腳extint(它和外部中斷共用同一引腳,用來接受外設(shè)的故障信號(hào),并同時(shí)提出中斷請(qǐng)求)留給用戶,另外安排鍵盤和顯示(使用8255擴(kuò)展)。為了用戶使用方便,這些口都必須使用標(biāo)準(zhǔn)的接口插槽。仿真器與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊,才能將程序或數(shù)據(jù)寫入或讀自仿真器的ram,所以仿真器本身需要通訊接口。為了不占用用戶端口,強(qiáng)制使用8位總線方式,這樣就多出了p5.6(buswidth)和p5.4引腳,如果使用簡單的同步帶時(shí)鐘反饋串行通訊方式與計(jì)算機(jī)連接,使用計(jì)算機(jī)并口(計(jì)算機(jī)并口操作簡單,并且有輸出鎖存器,還可以控制reset、ea等引腳,與前面的要示訂符)與仿真器通訊。由于a/d轉(zhuǎn)換共有13路,一般情況下用戶用不了這么多,所
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