SPMC75F2413A单片机在DC变频空调中的应用

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基于凌阳SPMC75F2313A单片机控制的变频调速系统

基于凌阳SPMC75F2313A单片机控制的变频调速系统陶文涛范长城（四川大学电气信息学院610065）摘要：介绍了用凌阳SPMC75F2313A单片机实现的通用型变频器结构，提出了实现变压变频输出SPWM的具体算法——直接数字频率合成技术（DDS），给出了实验的输出波形。

实验结果证明了该方法的有效性。

关键词：变频器变频调速直接数字频率合成1 引言当今变频产业得到了飞速发展，变频调速系统广泛应用在各种电机拖动的场合，以实现速度控制和节能运行，同时对电动设备的运行工况也有极大的改善，在减少电机设备的磨损，延长设备寿命，减少环境噪音，改善设备启动性能，减少启动电流对电网的冲击，起到了明显的作用。

SPMC75系列单片机是凌阳科技公司新近推出高性能的变频MCU，具有很高的性价比，可以广泛应用于变频家电、变频器、工业控制等控制领域，具有广阔的实用情景。

2 系统原理及主要硬件构成图 1变频调速系统构成图1为变频调速系统的构成图。

三相交流电源经整流并向中间的直流环节的滤波储能电容充电，此时逆变器以VVVF方式输出PWM正弦波，实现了电机的软启动并按照指定曲线运行。

在变频调速过程中，当变频器在降频减速运行时，交流电机由于负载惯性作用进入发电状态。

此时交流电机的再生能量经变频器向中间直流环节的储能电容dC充电，使电容端电压升高，出现过电压。

此时制动电阻回路起作用，将电机产生的回馈能量消耗掉。

系统采用凌阳SPMC75F2313A作为主控MCU。

该芯片能够产生三相六路可编程的PWM 波形，可编程的硬件死区插入功能，并且死区时间可以自行设定，芯片内部配备了外部故障输入引脚和过载保护输入引脚，这样大大简化了系统硬件电路的复杂性，提高了系统的快速性并简化了软件的设计。

逆变电路采用PM25RSB120（1200V，25A）智能功率模块，它集成了7路功率器件，其中6路用于逆变，1路用于制动。

键盘使用4个IO口实现32 键盘设计，这样操作面板上将会有6个控制按键。

基于SPMC75F2413单片机的直流双闭环调速系统的设计

基于SPMC75F2413单片机的直流双闭环调速系统的设计陈力;吕亭亭;王凯
【期刊名称】《软件》
【年(卷),期】2011(32)3
【摘要】与交流电动机相比,直流电动机结构复杂,成本高,运行维护困难.但是直流电动机具有良好的调速性能、较大的起动转矩和过载能力强等许多优点,因此在很多行业中应用.在本文中,设计一种基于凌阳单片机的直流双闭环调速系统,并对系统的硬件及软件部分作了具体的介绍及论述.该系统包括转速给定、转速显示、转速检测、电压电流检测和转速控制等.该调速系统容易实现,成本低廉,具有很好的实用价值.
【总页数】3页(P98-100)
【作者】陈力;吕亭亭;王凯
【作者单位】中国矿业大学信电学院,徐州221008;中国矿业大学信电学院,徐州221008;中国矿业大学信电学院,徐州221008
【正文语种】中文
【中图分类】TP27
【相关文献】
1.基于PWM装置的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真 [J], 肖诚;毛永文;颉方正
2.基于SG3524的直流电动机双闭环调速系统的研究与设计 [J], 汪选胜
3.基于PWM控制的直流双闭环调速系统设计 [J], 谭杰;胡真瑞
4.基于STM32 F407的直流电机双闭环调速系统设计 [J], 施志荣;唐艺明
5.基于STM32F407的直流电机双闭环调速系统设计 [J], 施志荣;唐艺明
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单片机在家电控制领域的应用

单片机在家电控制领域的应用家电控制作为单片机应用领域的一个重要方向，已经在现代家庭中得到了广泛的应用。

单片机作为一种集成度高、功耗低、可编程、强大控制能力的微型计算机，能够满足家电控制的各种需求。

本文将主要介绍单片机在家电控制领域的应用，并探讨其在提高家居生活品质、节能环保、智能化等方面的优势。

一、家电控制中单片机的应用在家电控制中，单片机可用于各种家电设备的控制和调节，包括洗衣机、冰箱、空调、热水器等。

单片机通过控制电机、传感器和其他外设，实现对家电设备运行状态、温度、湿度等参数的监测和调节，提供更加智能化的控制体验。

1.1 洗衣机控制单片机在洗衣机控制中发挥着重要作用。

通过单片机的控制，洗衣机可以自动完成各种洗涤、漂洗、脱水等操作，提供更加便捷、省时的洗衣体验。

单片机通过传感器监测洗衣水温、转速、洗涤时间等参数，自动控制洗衣过程的各个环节，实现不同衣物的智能洗涤。

1.2 冰箱控制单片机在冰箱控制中可以实现温度控制、智能化管理等功能。

通过单片机的精确控制，可以实现冷藏室和冷冻室的温度控制，防止食物变质；同时，还可以通过内置的温度传感器，监测冰箱内部温度，并及时调节制冷系统的工作状态，提高冷藏效果和节能效率。

1.3 空调控制单片机在空调控制中扮演着重要角色。

通过单片机的控制，空调可以根据用户需求自动调节室内温度和风速，实现舒适的室内环境。

单片机通过控制压缩机、风扇等部件，实现温度控制和风速调节，提供智能化的空调控制方案。

1.4 热水器控制在热水器控制中，单片机可以实现温度调节、节能和安全控制等功能。

通过单片机的精确控制，可以根据用户需求调节热水温度，并通过传感器监测热水器工作状态，实现智能化的热水供应。

二、单片机在家电控制领域的优势单片机在家电控制领域的应用有以下几个优势：2.1 高集成度单片机具有高度集成的特点，能够将多个功能模块集成在一个芯片中，实现对家电设备的全面控制。

通过单片机的集成设计，可以减小家电控制系统的体积，提高产品可靠性和稳定性。

基于SPMC75的无刷直流电动机变频控制

ＤＯＮＧＣｈａｎｇ－ｃｈｕｎ，ＫＯＮＧＸｉａｎｇ－ｈｏｎｇ２
ｆｌ，ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ＳｈａｎｇｈａｉＴｅｃｈｎｉｃａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ＆Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１４１１，Ｃｈｉｎａ，＂２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＳｈａｎｇｈａｉＦｉｓｈｅｒｉｅｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ｓ￣＃ａｉ２０１３００，Ｃｈｉｎａ）
图１无刷直流电动机的控制原理简图
Ｈ１、Ｈ２和Ｈ３是霍尔传感器的３个信号出线，Ｖ１、Ｖ２、
态编码信号：０１０、Ｏｌ１、００１、１０１、１００、ｌ１０，通过逻辑组件处理产Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５和Ｖ６表示ＩＧＢＴ组成的三相全控桥电路，上桥的
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｓｉｇｎｅｄａｓｙｓｔｅｍｗｈｉｃｈｔｏｏｋＳＰＭＣ７５ｍｉｃｍｃｏｎｔｒｏｌｅｒａｓｔｈｅｃｏｒｅｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｂｒｕｓｈｌｅｓｓＤＣｍｏｔｏｒ’Ｓｖａｒｉａｂｌｅ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｔｒｏ１．Ａｎｄｄｅｓｉｇｎｅｄｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．ＩｔｕｓｅｄＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＰｏｗｅｒＭｏｄ￣ｅＰＳ２１５６３ａｎｄａｈａｌｌｓｅｎｓｏｒ，ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｄｒｉｖｅｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｂｒｕｓｈｌｅｓｓＤＣｍｏｔｏｒ’Ｓｄｒｉｖｅａｎｄｖａｒｉａｂｌｅ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｔｒｏ１．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｍｅｅｔｏｕｒｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ． ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｅｙｗｏｒｄｓ：ＳＰＭＣ７５Ｆ２４１３Ａ；ｂｒｕｓｈｌｅｓｓＤＣｍｏｔｏｒ；ｖａｒｉａｂｌｅ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｔｒｏｌ

基于SPMC75F2413A单片机的三相SPWM波形发生器的设计

文章编号：１００５—７２７７（２００８）０２—００３７—０４２００８年第３０卷第２期第３７页电气传动自动化ＥＬＥＣＴＲＩＣＤＲＩＶＥＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＶｏｌ．３０，Ｎｏ．２２００８，３０（２）：３７～４０１前言针对三相交流异步电动机的变频调速系统，其基本的控制方法就是正弦脉宽调制（ＳｉｎｕｓｏｉｄａｌＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ，简称ＳＰＷＭ），三相ＳＰＷＭ控制信号的生成是实现这一方法的关键技术。

近年来，随着计算机控制技术的发展，产生三相ＳＰＷＭ控制信号的方法很多，如１６位单片微处理器８０Ｃ１９６ＭＣ，ＤＳＰ控制芯片ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７等均可生成ＳＰＷＭ控制信号，单片机ＳＰＭＣ７５Ｆ２４１３Ａ是近几年刚刚兴起的一款针对交流电机变频调速控制的专用单片机。

首先，用户可以对它进行设定以产生驱动交流电机所需的各种ＰＷＭ波形，生成三相ＳＰＷＭ控制信号非常方便，控制算法简单实用；其次，它在硬件价格方面也非常有优势，目前在工业和家电领域已经有一定的应用。

基于单片机ＳＰＭＣ７５Ｆ２４１３Ａ，设计了通用的硬件电路，并编制了基于异步调制算法的ＳＰＷＭ控制软件，构成了通用的三相ＳＰＷＭ波形发生器。

该发生器可用于变频器前期研制时控制脉冲波形的观测、仿真、优化与选择等调试工作，也可用于变频器功率器件驱动电路的调试等。

２单片机ＳＰＷＭ波形发生器硬件组成单片机ＳＰＷＭ波形发生器的硬件电路原理图如图１所示，由ＳＰＷＭ波发生部分、参数显示部分、频率幅度调节部分、补偿曲线选择部分及输出滤波部分组成。

在ＳＰＷＭ波发生部分，ＳＰＭＣ７５Ｆ２４１３Ａ通过ＭＣＰ定时模块产生三相六路中心对称的ＳＰＷＭ波形，根据不同电机对ＰＷＭ波的不同要求，用户也可具体设定不同的波形参数。

在参数显示和调节以及补偿曲线选择部分，系统采用液晶屏来显示波形的频率和幅值参数；通过拨码开关可以选择设定的Ｖ／Ｆ曲线种类；用键盘或电位器设定要求的波形频率；对于输出正弦信号的有效值，可通过变频器直流输入电压的检测值进行前馈补偿。

单片机在变频调速系统中的应用

关键字：单片机变频调速系统1 引言随着大功率开关器件制造技术和计算机技术的迅猛发展，变频调速以其自身功能完善、性能可靠、节能显著等优点，已广泛应用于工农业生产和生活等领域。

目前，高性能变频调速系统的研究和开发已引起各国专家的高度重视。

城市供气系统的负载现在主要是风机，而风机类负载适于变频调速，并且节能显著，因此，变频调速在城市供气系统中推广非常快。

但对较复杂的系统，变频调速设计很难取得最佳的效果。

本文正是针对这一问题，结合本地气站的变频调速技术改造而进行的研究。

该系统以M68HC908J12单片机为核心，实现了变频器与多风机的有机配合，抗干扰能力强，节能效率高，供气质量好，并降低了成本。

实验证明具有很高的推广价值。

2M68HC908J12单片机M68HC908J12单片机是美国Motorola公司于2001年推出的一类M68HC908系列高性能8位单片机，它具有速度快、功能强、价格低等特点。

硬件结构与M6805、M146805级M68HC05兼容，而且带有10位A／D和LCD驱动模块，其主要特点有：最大的总线频率为8MHz（4．5V～5．5V），4MHz（2．7V～3．3V）和1MHz（2．4V～2．7V）内部总线频率；12K字节FLASH闪速存储器，具有在线编程和加密功能；片内512K 字节RAM；多功能定时器接口TIM1和TIM2；具有红外功能的串行通信接口SCI；CPU正常工作监视模块COP；电源电压监视模块LVI；实时时钟RTC；串行外围部件扩展接口SPI；6路10位A／D；8个键盘输入中断。

3自动控制系统的原理城市供气系统中以恒压供气为原则，由于煤气随时间不同流量变化很大，若不能及时调整会造成煤气压力不稳定，影响使用质量。

传统手动调节母管出口阀开度的方式会引起压力不稳定，甚至喘振，不能保证供气质量，而且存在能量的大量浪费。

因此，只有设计出合理的、技术含量高的变频调速系统才能很好地解决这一问题。

SPMC75F2413A单片机在DC变频空调中的应用

SPMC75F2413A单片机在DC变频空调中的应用SPMC75F2413A单片机在DC变频空调中的应用本文主要介绍利用SPMC75F2413A单片机构成DC变频空调控制方案。

DC变频空调控制器工作机理，重点介绍SPMC75F2 413A 在DC变频空调器中的使用方法。

关键词：SPMC75F2413A、PS21865A、模糊控制、凌阳单片机1 引言随着我国国民经济的发展和人民物质文化生活水平的不断提高，空调器已广泛应用于社会的各种场合，直流变频空调器因具有节能、低噪、恒温控制、全天候运转、启动低频补偿、快速达到设定温度等性能，使空调的舒适性大大提高，将越来越受到人们的喜爱。

单片机技术的广泛应用，直流变频技术及模糊控制技术在空调器嵌入式控制领域的成功应用，半导体功率器件的迅速发展为直流变频控制的推广提供了技术保障。

本设计方案的DC变频空调控制器由室内机控制器、室外机控制器两部分组成。

基于SPMC75F2413A 的优越性能，用其设计室外机DC变频控制器，容易实现产品模块化、智能化特点，控制参数采用开放式结构，便于与各种压缩机联结，从而能够在最短的时间内根据不同厂家的要求进行产品的升级换代。

以这种方式，产品可以更快地推向市场，获得时间上的竞争优势。

本控制器含有以下关键技术：1、模糊控制技术：依据室内环温、管温，室外环温、管温、压缩机排气温度、压缩机过载保护温度、压缩机电流等参数建立模糊逻辑关系，控制压缩机的运转速度、室外风机及其它负载运行；2、基于反电势位置侦测的BLDC驱动技术;3、模块控制保护电路：当模块有保护信号输出时，通过硬件电路断开PWM 模块输出控制信号，以达到保护模块的效果，并且可靠的给单片机模块保护信号；4、EMC 及可靠性设计技术：在掌握空调的干扰机理的前提下，硬件设计重点考虑以下几点：电源电路设计、滤波电路参数设计、印制板地线及信号线设计，并且软件采用容错技术。

2 芯片特性简介本系统是基于智能功率模组芯片和SPMC75F2413A实现DC变频器方案，下面介绍SPMC75F2413A的特性。

基于SPMC75F2413A单片机的步进电机加减速控制

性能提高３％。Ｏ
关键词：Ｐ７Ｆ４３单片机；步进电机：ＳＭＣ５２１ＡＳ曲线：减速加
中图分类号：Ｔ２３Ｐ７文献标识码：Ａ文章编号：６４６３２０）４— ０３０１７ — ２６（０１００１ — ２
ＳＭＣ５２３Ｐ７Ｆ４１ＡＭＣＵａｈｏｔｌｒＴｅｓｅｉｌｕｐｓｃｕｔｎｃｉＬ０２ｏｏｓｅｐｎｔｒｐｏｕｅｙｓｔｅｃｎｒｌ．ｈｐｃａ— ｒｏｅａｔａｉｈｐＳＡ７ｏｅｐｏ４Ｍｆｔｔｐｉｇｍｏｏｒｄｃｄｂｗ
ｅｐｒｎａｅｕｔｈｗｔａｈｏｔｌｔｏｏｖｓｅｓｏｐｌｏｔｎｖｒｈｔｒｂｅ．ｅｏｅａｌｙｔｍｅｌｅｘｅｍｅｔｌｒｓｌｓｏｈｔｔｅｃｎｒｈｄｓｌｅａｙｔｕｌｕｄｏｅｓｏｏｌｍｓＴｈｖｒｌｓｓｉｓｏｍｅ－ａｐｅｒａｉｓｚｌｉｌｏｔ，ａｄｔｅｆｍａｃｆｆｘｂｅｃｎｒｌｎｅｐｒｒｎｅｏｔｒｓａｒｔｐｃｎｉｕｔｓｉｃｅｓｄ３％．ｅｏｈｏｍｏｏｔｒｏｏｏｔｉｉｎｒａｅ０ｔｓｎｙ
李景涛．英韩
（北大学光电厂，中山西太原００５）３０１摘要：提出一种基于凌阳单片机的步进电机加减速的控制方法。采用凌阳科技推出的ｌ６位结构工控单片机ＳＭＣ５２１Ａ为控制器，由Ａｌｇｏ司生产的两相步进电机专用驱动器件ＳＡ０２构成步进电机的驱动电路．Ｐ７Ｆ４３ｌｒ公ｅＬ７４Ｍ

利用SPMC75F2413A单片机设计直流变频洗衣机

利用SPMC75F2413A单片机设计直流变频洗衣机
1 引言
洗衣机是一种在家庭中不可缺少的家用电器，发展非常快，全自动式洗衣机因使用方便得到大家的青睐，全自动即进水、洗涤、漂洗、摔干等一系列过程自动完成，控制器通常设有几种洗涤程序，对不同的衣物可供用户选择。

变频控制依其高性能、节能等优点在洗衣机的控制中得到广泛应用，下面介绍采用凌阳科技公司的SPMC75F2413A和SPCE061A 单片机来设计的直流变频洗衣机的控制系统。

2、芯片特性简介
SPMC75F2413A是凌阳科技公司开发的用于变频驱动的嵌入式16位微控制器，适用于变频电动机驱动、电源、家电和车内风扇控制系统等领域。

特性包括：
凌阳16位u‘nSP处理器（ISA 1.2）
工作电压：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）Flash
2KW （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）。

SPMC75F2413A_MCU

R e g is te r
&
OUT
C o n tro l lo g ic
p u ll h ig h p u ll lo w
Pad
CL
33
I/O端口
IOA、IOB、IOC、IOD
34
PDC定时器0 /1
PDC ：Phase Detection Control 捕获功能直流无刷电机 HALL信号直流无刷电机反电势信号编码器信号速度的计算
35
FCK 内部时钟
PDC定时器0 /1
16位计数器
TCLKB_DEG TCLK A_DEG
向下向上
向上_向下清除使能
TCLK B TCLK A
计数器控制和定时通用寄存器控制
TBR
TCNT
输入边沿
比较匹配和 PWM 逻辑
输入
外部时钟
捕获
逻辑
位
置
侦测位
置逻辑
定时器
定时器
位置
输出
输入
36
push r1,r5 to [sp]; //------------------------------------------------//Add FIQ Function //-------------------------------------------------pop r1,r5 from [sp]; reti;
CPU
SR1 SR2 SR3 SR4
MUX SHIFTER
SP R1 R2 R3 R4 R5(BP) SR PC
User Register
PC: Program Counter SP: Stack Pointer SB: Shift Buffer NZSC: Flag

基于SPMC75F2413A的三相变频电源设计

ｏＶＦｎｓｎｅｕｇｎｏｔｒｅｏｆＷａｄｕｉｇｄｂｇｉｇｓｆｗａｆＬＡＢＶＩＷ．ＥＫｅｙｗｏｒｓ：ｆｅｕｎｙｃｎｖｒｉｄｒｑｅｃｏｅｓｏｎ；ＳＰＭＣ７Ｆ４ｌＡ；ＶＶＶＦ；ＬａＶＩ５２３ｂＥＷ
型变频电源。整个电源可分为：单相整流、中间直流环节、逆变以及输出滤波。系统结构原理框图如图１
所示。
图ｌ系统结构原理图
Ｆｉ．Ｃｈｒｆｙｔｍａｉｔｕｔｒｒｎｉｌｇ１ａｔｓｅｔｃｓｒｃｕｅｐｉｃｐｅｏｓ
Ｃｅｕｎｕ，Ｘｕｚｊｎｈｎｙａｈｕｉａ
（ｐｒｍｅｔｆｅｔｃｌｇｎｅｉｇ，ＨｕｅｔｍｏｉｅＩｄｓｒｅｓｔｔＤｅａｔｎｃｒａＥｎｉｅｒｎｏＥｌｉｂｉＡｕｏｔｖｎｕｔｓｎｔｕｅ，Ｓｉａｂｉ４０２，Ｃｈｎ）ｉＩｉｈｙｎＨｕｅ２０４ｉａ
关键词：变频；凌阳７单片机；ＶＶ；ＬｂＩＷ５ＶＦａＶＥ中图分类号：Ｐ０．Ｔ３２１文献标识码：Ａ文章编号：６３９３（０８５０９－４１７ — ８３２０） — ００００
ＤｅｉｎｏｒｅｓｇｆＴｈｅ —ＰｈｓｒａｌｅｕｎｙＰｏｒＳｕｐｙＢａｅｎＳａｅＶａｉｂｅＦｒｑｅｃｗｅｐｌｓｄｏＰＭＣ７Ｆ２３５４１Ａ
Ａｂｓｒｃ：ＴｅｈｒｗａｅａｄｓｆｗａｅｒａｉａｉｎｏｒｅｐａｅｆｅｕｎｙｃｎｅｒａｅｎＳｎｐｕＭＣ７Ｆ４ｌＡｔａｔｈａｄｒｎｏｔｒｅｌｔｆｔｅ — ｈｓｑｅｃｏｖ￣ｅｓｄｏｕｌｓＳＰｚｏｈｒｂ５２３

基于SPMC75F2413A的一种单三相功率变换器的设计

ＤｅｓｉｇｎｏｆａＳｉｎｇｌｅ－ｔｈｒｅｅＰｈａｓｅＰｏｗｅｒＣｏｎｖｅｒｔｅｒＢａｓｅｄｏｎＳＰＭＣ７５Ｆ２４ｌ３Ａ
ＹＡＮＧＣｈａｏＣＵＩＨａｏ－ｃｈｅｎＺＨＥＮＧＪｉａｎ－ｌａｎＳＨＡＣｈｅｎｇ
科技・探索・争鸣
Ｓｃ科ｉｅｎｃｅ＆技Ｔｅｃｈ视ｎｏｌｏｇｙ界Ｖｉｓｉｏｎ
基于ＳＰＭＣ７５Ｆ２４１３Ａ的一种单三相功率变换器的设计
杨超崔昊辰郑建兰沙成（安徽￣Ｉ１３－大学，安徽淮南２３２００１）
０前言
随着电力电子的快速发展．各种电气设备对电源的要求越来越高．不同的电气设备对于电压和频率的要求有所不同．由于负载对具有多样性和复杂性．针对目前这种状况．我们基于凌阳ＳＰＭＣ７５和直接数字频率合成技术（ＤＤＳ）设计了一款３ｋＷ的单三相功率变换器．实现对功率的有效转换．并实现输出电压和频率的连续可调．满足不同负载的需要。本文设计的功率变换器．全数字微机控制，自诊断性２ＳＰＷＭ波的产生好。良好的数据操作键盘和显示．良好的电磁兼容性．输出波形纯正．由图１所示整个主电路分为前级与后级．每个级都有一个驱动电输出电压稳定．输出电压和频率连续可调等特点．其良好的电气特性路。前级与后级电路ＩＧＢＴ驱动部分的控制我们均采用ＳＰＷＭ控制。将会在工矿．电机调速等领域得到广泛应用我们采用三角波作为载波．用三角波对正弦波进行采样得到集体波．三角波与正弦波的交点控制开关器件的通断由于我们采用了高频变１功率变换器系统结构图压器．对于开关器件的开关速率要求较高．我们采用直接数字频率合成（ＤＤＳ）来产生控制信号直接数字频率合成具有转换时间短，分辨率高，近载频相位噪声性能好。产生的信号频率宽等优点。直接数字频率合成的工作原理是通过数控振荡器的方式来产生相位．频率可控的正弦波信号。通过ＤＤＳ的电路主要包括基准时钟．频率累加器．正弦ＲＯＭ表．Ｄ／Ａ转换器和低通滤波器等，ＤＤＳ的原理图及其相关结构组成如图２所示

单片机在变频空调中的功能实现

室外机由整流滤波电路、继电器控制电路、开关电源电路、主芯片速的快慢达到控制室温的目的压缩机的频率控制主要由室温和设定
控制电路通讯电路等电路组成．其功能是控制压缩机频率变化以及室温度的差值和差值变化率来决定目标频率。然后对目标频率根据各种
择工作模式；ｃ、自动与手动两种风速控制；ｄ、睡眠和定时模式设定；ｅ、行．室内风机以设定速度运转直至大于４℃为止；时间控制，当下述条
管道冰堵预防；ｆ、将室内温度信息通过串口发送给室外机。
件同时满足且达１０５ｒａｉｎ压缩机停止运行３ｒａｉｎ。即：（ａ】压缩机连续运
变频空调器是由驱动电路、室外机电源电路、室内机电源电路、室作调整。睡眠８小时后自动关机。睡眠模式取消后，恢复原设定室温。
外机风扇电机控制电路、室内外机通信电路、单片机及其外围主控电２．２．４定时模式
路等组成。变频空调中都装有变频器。根据室温的变化改变电源输出该功能用来控制空调器开机、关机时间。定时开，关机运转可以同
【关键词】温度控制；工作模式；单片机；变频；室内机；室外机
变频技术是近几年流行的一种新型技术，是通过变频器改变电源
２．２．２风速控制
频率．从而改变压缩机的转速的一种技术，通过变频器先进行交流到
正常运行时．风速以各种模式的正常控制风速运行；停风机时按
直流的变换．再通过变频器进行直流到交流的变换，从而实现控制交吹余热／冷方式运行停风机。不停风机的保护，如各种保护降频时，风
２．１硬件部分

基于单片机的变频空调电控系统

基于单片机的变频空调电控系统摘要：基于单片机的变频空调电控系统存在系统稳定性低、系统兼容性差、系统维护和升级难度大、系统安全管理不足等问题。

为此，需要采取一系列优化策略，包括提高系统稳定性、增强系统兼容性、降低系统维护和升级难度、提高系统安全管理水平等方面入手，以提高系统的可靠性和稳定性，保证系统的正常运行。

关键词：单片机；变频空调；电控系统随着科技的不断发展，基于单片机的变频空调电控系统被广泛应用于家庭和商业空调领域。

然而，这种系统存在着稳定性低、兼容性差、维护和升级难度大、安全管理不足等问题，这些问题直接影响了系统的可靠性和稳定性。

因此，如何优化基于单片机的变频空调电控系统，提高系统的可靠性和稳定性，成为了当前亟待解决的问题。

一、基于单片机的变频空调电控系统存在的问题（一）系统稳定性较低单片机的软件设计存在不足，如代码质量低、逻辑复杂、算法不够优化等，容易引起系统崩溃、死机等问题。

单片机的硬件质量不稳定，包括电路设计不合理、电子元器件质量差、制造工艺不良等，也容易引起系统失稳。

由于不同厂家生产的空调系统存在差异，基于单片机的变频空调电控系统的兼容性较差，容易出现系统不稳定的情况。

基于单片机的变频空调电控系统的稳定性还受到环境因素的影响，如温度、湿度、电压等，这些因素容易使系统失稳。

长期使用基于单片机的变频空调电控系统，容易出现系统老化、损耗等问题，导致系统不稳定。

（二）系统兼容性较差不同厂家的空调系统采用的通讯协议不同，导致基于单片机的变频空调电控系统无法与其通讯，无法进行数据交换和控制。

不同厂家的空调系统采用的控制方式不同，如控制信号的电平、波特率等参数不同，导致基于单片机的变频空调电控系统无法控制空调系统。

不同厂家的空调系统采用的系统架构不同，如传感器、执行器、控制器等组成的系统结构不同，导致基于单片机的变频空调电控系统无法与其配合使用。

（三）系统维护和升级难度较大基于单片机的变频空调电控系统需要专业技术人员进行操作和维护，需要掌握嵌入式系统开发技术和相关硬件知识，技术门槛较高，普通维护人员难以胜任。

单片机在智能家居空调系统中的应用

单片机在智能家居空调系统中的应用随着科技的不断发展，智能家居系统日益普及，成为现代家庭的新宠。

而在智能家居系统中，空调无疑是最重要的一环。

单片机作为一种集成电路芯片，具备处理能力强、功耗低、体积小等特点，正在智能家居空调系统中扮演着至关重要的角色。

本文将讨论单片机在智能家居空调系统中的应用，并探讨其优势与挑战。

一、单片机的优势1. 处理能力强：单片机具备较强的数据处理能力，能够高效地完成对温度、湿度等传感器读取的数据进行处理，并根据处理结果进行决策和控制。

2. 低功耗：传统的空调系统中，常常会出现能耗过高的情况。

而单片机通过对空调系统的精确控制，能够有效地降低功耗，节约能源。

3. 体积小：由于单片机集成了多种功能模块，所以它的体积相对较小，便于安装在空调系统内部，使得空调系统更加紧凑。

4. 成本低：相较于传统的控制方式，单片机具有成本低、维护简单等优势，降低了智能空调系统的制造成本，使其更加普及和可行。

二、1. 温度控制：单片机可以实时读取室内外温度传感器的数据，并根据预设的温度范围来控制空调的开关机。

当室内温度超过设定温度时，单片机会自动打开空调，保持室内温度在舒适范围内。

2. 定时开关机：通过单片机的定时功能，可以预设空调的开关机时间，例如在家人上班前半小时自动启动空调，使得回家时可以享受到舒适的室温。

3. 能源管理：单片机可以实时监测空调的能耗，并根据能耗变化进行智能调控，实现能源的最优化利用。

例如在用户长时间离开家时，单片机可以自动降低空调的耗电量，节约能源。

4. 远程控制：通过与互联网的连接，用户可以通过智能手机或电脑远程监控并控制空调系统。

单片机作为连接智能设备的桥梁，可以实现用户与空调之间的远程交互。

三、单片机在智能家居空调系统中的挑战1. 技术标准不一：目前市面上存在众多的单片机产品，并且厂家的技术标准存在差异，这给系统设计带来了一定的困扰。

2. 安全隐患：随着智能家居系统的发展，用户越来越关注数据的安全问题。

数字信号处理器在变频空调中的应用 (1)

数字信号处理器在变频空调中的应用问题提出：目前，传统空调器仍然占空调器市场的主要地位。

但是传统空调不具有自我调节功能，不能随外界环境的变化而调节自身，从而降低能源消耗，充分利用能源。

基于此问题，，能否找到一种处理器来控制空调，让空调可以感知外界环境变化，从而实现自我调节，降低资源消耗，充分利用能源。

目前，传统空调器仍然占空调器市场的主要地位。

它由室温决定启、停控制方式，利用笼型机电控制压缩机调节冷气和暧气。

但因压缩机转速恒定和采用简单的控制方式，因而使传统空调器有温度调节能力差、运行效率不高等缺点。

因此我们采用DSP技术、交流永磁电动机、空间磁场定向控制技术和空间矢量脉宽调制技术（SVPWM）等开发出一个新的控制系统，与传统空调的控制系统相比，它具运行性能好、效率更高、噪声低、节能效果非常显著等特点。

在新的控制系统中，针对变频空调设计的TMS320F241 DSP提供了一个可编程的产品开发平台，用户可以基于这个平台开发出交流、直流和一拖多等系统，并进一步进行产品的升级换代。

而且，先进的电机控制算法将帮助用户解决变频空调设计上的一些技术瓶颈，如降低系统的能耗及噪声。

DSP具有高性能的运算能力，适用于不同类型的数字控制装置，可以取代以往昂贵的传感器和外部元件，从而降低系统成本，大大缩短厂商研发周期。

新一代DSP产品中，将提供保密功能，防止软件被盗版，以保护用户核心技术。

本文提出基于TMS320F241DSP的空调控制系统，充分利用其面向电机控制的外设，使控制系统结构更简单、性能价格比更高。

系统控制原理：控制系统采用空间磁场定向控制策略。

为了实现对电磁转矩的有效控制，在同步旋转坐标系中把定子电流矢量分解为两个分量：一个分量与电极磁动势重合，称为转矩电流分量，即q轴电流分量；另一个分量与励磁磁场重合，称为励磁电流，即d轴电流分量。

通过控制定子电流空间矢量的相位和幅值大小，也就是控制转矩电流分量和励磁电流分量的相位和幅值大小，来实现对磁场和转矩的解耦控制。

浅谈单片机在智能家电领域的应用

浅谈单片机在智能家电领域的应用1. 引言1.1 单片机在智能家电领域的重要性1. 控制精度高：单片机具有高速运算和精准控制的特点，能够实时监测环境变化，根据需求自动调节设备工作状态，提高智能家电的效能和舒适度。

2. 功能丰富：单片机内置多个模拟输入输出通道和数字输入输出通道，可以实现各种功能，如温度控制、湿度监测、声音识别、智能遥控等，满足人们对智能家电多样化功能的需求。

3. 节能环保：单片机能够通过精准控制家电设备的工作状态和时间，实现能源的有效利用和减少浪费，符合现代社会环保的要求。

4. 安全可靠：单片机具有自动故障检测和保护功能，能够及时发现设备问题并采取措施，保障家庭安全。

单片机在智能家电领域的重要性不可忽视，它为智能家居的发展提供了稳定可靠的技术支持，促进了智能家电市场的不断壮大和创新发展。

1.2 智能家电的发展背景随着科技的不断进步和人们生活水平的提高，智能家电已经成为了家庭生活的一部分。

智能家电的出现，改变了人们日常生活方式，让生活更加便利和舒适。

智能家电不仅仅是简单的将传统家电与智能技术相结合，更是通过各种传感器、网络通信等技术，实现了家电之间的智能互联和远程控制。

在过去的几年里，智能家电市场呈现出快速增长的趋势。

家庭用户对于生活品质的要求越来越高，对于智能家电的需求也在不断增加。

随着人们对能源节约和环保的重视，智能家电也受到了更多关注。

智能家电的发展背景，既是科技进步的必然结果，也是市场需求的体现。

随着智能家电技术的不断成熟和完善，人们对于智能家电的需求将会不断增加。

在这个背景下，单片机作为智能家电中的关键技术之一，发挥着不可替代的作用。

2. 正文2.1 智能家电中的单片机控制技术智能家电中的单片机控制技术在智能家居领域扮演着至关重要的角色。

单片机是一种基于微处理器的微型电脑，拥有简单的存储器和输入/输出接口，适合于控制和监视各种设备。

在智能家电中，单片机负责控制电器的开关、调节温度、湿度、光照等参数，实现智能化自动化的管理。

基于无线传输的电机状态监测系统设计

第31卷第4期辽宁工程技术大学学报（自然科学版）2012年8月V ol.31No.4Journal of Liaoning Technical University （Natural Science ）Aug.2012收稿日期：3基金项目：中央高校基本科研业务费资助项目（DX 5B ）作者简介：王辉俊（），男，江苏丹阳人，硕士，讲师，主要从事控制理论与控制工程方面研究本文编校：朱艳华文章编号：1008-0562(2012)04-0560-04基于无线传输的电机状态监测系统设计王辉俊1，尤文强1，刘永涛1，彭亮2（1.华北科技学院电子信息工程学院,北京东燕郊101601;2.辽宁工程技术大学电气与控制工程学院，辽宁葫芦岛125105）摘要：为了减少三相异步电动机在运行过程中的损坏次数及设备故障率，降低维修费用，提高电动机运行的可靠性，设计了一种以SPMC75F2413A 单片机为控制核心的电机状态监测系统.采用理论分析和实验的方法，提出了基于对称分量法的电动机保护算法，实现了监测系统的软硬件设计.研究结果表明：该系统可在线监测三相电动机的各种运行状态，如过载、堵转、三相短路、漏电等，通过无线方式与监控系统主机通信，进行保护和控制.该监测系统可广泛应用于电厂、油田、煤矿等领域.关键词：电机状态；对称分量法；保护算法；无线传输；故障；反时限；nRF401；SPMC75F2413A 中图分类号：TM 307文献标志码：BDesign of motor conditions monitor system based on wireless transmissionWANG Huijun 1,YOU Wenqia ng 1,LIU Y ongtao 1,PENG Lia ng 2（1.College of Electr onic and I nfor mation Engineer ing,North China I nstitute of Science a nd Technology,Beijing 101601,China;2.College of Electrical and Contr ol Engineer ing,Liaoning Technical Univer sity,H uludao 125105,China ）Abstract ：To overcome the fault problem,reduce maintenance cost and improve reliability of three-phase asynchronous motor during operation,a motor conditions monitoring system has been developed based on the SPMC75F2413A microcomputer.This paper presents a motor protective arithmetic based on symmetrical component method and achieves the hardware and software design of the monitoring system.The results show that the system can monitor the motor operating conditions on-line such as overload,stall,three-phase short-circuit,leakage,etc.Through the communication with monitoring system using wireless method,the motor is protected and controlled.The monitoring system developed can be widely used in power plants,oil fields,coal mines and other fields.Key words:motor conditions;symmetrical component method;protective arithmetic;wireless transmission;breakdown;inverse time;nRF401;SPMC75F2413A0引言三相电动机作为一种电磁机械，在工业生产中有着非常广泛的应用.但是电动机的短路、过载、断相、接地等故障又会造成电动机绕组损坏，影响工业生产的连续性和安全性.因此对电动机运行状态进行监测和保护是十分必要的[1].目前国内电动机监测保护装置功能较单一、保护不及时，多采用有线方式进行通信，不易构建监控网络.为此，本文在分析三相电动机故障特征基础上，提出了基于正弦分量法的保护算法，对监控系统软硬件进行了设计，可在线监测三相电动机的各种运行状态，并与系统主机进行无线通信.1电动机常见故障和保护算法引起三相电动机绕组损坏的常见电气故障有对称性故障和不对称性故障两大类.其中对称性故障包括过载、三相短路和堵转等.不对称性故障包括相间短路、断相、匝间短路及不平衡运行、单相接地短路和两相接地短路等[2].由理论分析和实验表明，在三相电动机发生电气故障时电流中存在正序、负序和零序三个分量[3].因此，本文采用对称分量法得出三个分量，进行故障分析和相应保护.1.1对称分量法原理利用对称分量法可把一个不对称三相正弦量系统分解为三组对称正弦量系统，其表示法为000A A A A B B B B CCCCI I I I I I I I I I I I .（1）利用三相正弦量旋转因子a 对式（1）进行分解，可得对称分量的表示法为2012-0-091201980-.第4期王辉俊，等：基于无线传输的电机状态监测系统的设计5612020A AA AB A A ACAAAI I I I I a I aI I I aI a I I .（2）由式（2）求得A 相的三个相序分量，其表示法为2201/3()1/3()1/3()A ABC A A B C AA B C I I aI a I I I a I aI I I I I .（3）同理，可求得B 、C 相正序、负序和零序电流分量，且大小相等.由式（3）可知，一个不对称的三相正弦电流，可把它们分解为三组不同相序的正弦对称电流，其中，旋转因子a 为2π2π132/3cos jsin j 3322a ，则24π4π134/3cosjsin j 3322a .（4）1.2保护算法根据对称分量法原理，三相电动机在发生电气故障时，可把三相电流分解成正序、负序和零序分量.文献[4]指出当电动机发生对称和不对称故障时三个电流分量有不同的分布组合，本文采用反时限算法进行电动机保护.根据国家电力行业标准，微机型反时限过流保护特性曲线的数学表达式为(/)1CB k t I I ，式中，C 为反时限特性常数，当C=0.02时为一般反时限，当C=1时为非常反时限，当C=2时为极度反时限；I B 为基准电流，一般取额定工作电流；I 为实际工作时的等效电流；t 为反时限过流保护动作时间；k 为反时限常数[5].考虑到三相电机在启动时，电流值一般在5到6倍额定值左右，因此在电机启动时很容易发生误动作.以往电机保护多采用延时的方法来避开启动过程，使得保护不及时.本文采用结合检测功率因数的方法来进行反时限保护.在三相电机启动过程中，电流很大但呈感性，功率因数很低，一般在0.5以下，而在短路时，电流主要呈电阻性，功率因数很高，接近l.因此在检测到大电流时，可以根据其功率因数的大小来判断是否为短路故障.2系统设计2.1系统硬件组成硬件电路功能图见图1.三相电流、电压和前后轴温度信号经过相应的变送器转换为0～5V 的电压信号，再经过采样保持器、多路转换开关、AD574转换成单片机能够处理的数字量，单片机对输入的信号进行分析和处理，计算出功率因数、电压电流的大小并进行故障判断.输出回路为保护装置的执行电路，由跳闸回路、声光报警电路、显示电路组成，当发生故障时，可执行相应的保护，并显示实时数据、故障信息等.nRF401为无线传输芯片，可实现与监控系统主机的无线通讯.硬件自复位电路主要是为了防止CPU 程序出错[6-7].图1硬件电路功能图Fig.1hardware circuit control chart2.2电流变送器电路由于电流互感器二次侧输出电流为5，而本文采用的AD 转换器为AD574，输入信号为电压信号，所以为满足要求设计了电流变送器电路[8].5电流互感器的输出作为精密微型电流互感电流变送器电压变送器温度变送器采样保持器采样保持器跳闸电路声光报警EEPROM键盘显示采样保持器差动式多路模拟开关AD574SPMC75F2413A3路3路2路多路开关选通控制信号缓冲区电源模块硬件自复位电路开关量输出隔离开关量输出Nrf401A A辽宁工程技术大学学报（自然科学版）第31卷562器的输入，把大电流信号转换为微电流信号再进行处理.本文选用西安横山微型互感器研究所生产的HCT206，先把输入0～5A 的电流信号转换为0～1.5mA 的电流信号.图2电流变送器电路Fig.2current transmitter circuit电流变送器电路见图2，通过一个有源放大电路将电流信号变换成电压信号.改变反馈电阻r 和R 的值可得到所需要的电压输出.电容C 1及可调电阻r'实现相位补偿.电容C 2和C 3是470pF 的小电容，实现去耦和滤波.运算放大器输入端的两个反接二极管实现限幅，起保护运算放大器的作用.运算放大器根据精度要求选用OP07，可达到较高的精度和较好的稳定性.反馈电阻R 选用精度优于1%，温度系数优于50×10-6℃的精密电阻.2.3无线传输电路无线传输电路采用无线传输芯片nRF401来实现，它是采用蓝牙核心技术和FSK （频移键控）调制解调技术而制成的单片射频收发集成电路，具有调制度为±15kHz 的433MHz 射频发射及接收功能，内部有振荡器、锁相环（PLL ）、FSK 调制器和频道选择电路[9-11].见图3，在与SPMC75F2413A 连接时，DIN 、DOUT 分别与单片机的IOC0（串行输出）、IOC0（串行输入）端连接，RF_PWR 为发射功率设置端，接外部设定电阻.CS 为频道选择端，当CS ＝0时选择频道l （433.92MHz ），CS=1时选择频道2（434.33MHz ），与IOD11连接.TXEN 为发射/接收控制端，TXEN=1时进入发射模式，TXEN=0时进入接收模式，与IOD10连接.图3无线高频接收、发射电路F 3f q y 、f v ccXC2TXEN PWR _UPVSS ANT1ANT2VSS VDD CS RF _PWRXC 1VDDFILT1VCO1VCO2VSS VDD DINDOUTVSS R 11MX 14MHzC 122pFC 9100pFC 103.3pFC 115.6pFR 415kC 3C 415nF R 24.7kL 122nHR 322kC 8100pFC 6100nFC 71nFC 522pFC 2nRF40122pF820pFOP07Rrr 'C 1C 3电流互感器输入输出C 2i g.w irel ess h ig h-re uen c rad io r ecei vi ng iri ngcircu it第4期王辉俊，等：基于无线传输的电机状态监测系统的设计563 3实验结果以Y2-160M1-2型三相交流异步电动机为例进行测试，其铭牌数据为额定功率11kw，额定转速2930r/m，额定电流21.3A.实验数据见表1.表1电机反时限保护实验数据Tab.1experimental data of motor inverse time protection额定电流/A 工作电流/A功率因素cos理论动作/s实际动作/s21.3220.8不动作不动作21.3400.82353221.3560.86191321.3900.85立即立即21.31020.34不动作不动作实验结果表明，采用结合功率因数检测的反时限保护算法可以满足设计要求，系统测量、显示、报警、保护、无线通讯功能正常.4结论本设计采用SPMC75F2413A监测电动机故障，根据不同的故障特征进行保护，并能根据三相电动机的额定参数，设定电压电流额定值，实现电动机保护，并利用nRF401无线传输芯片与监控系统主机进行通信，实时性高、传输距离远，扩展性好，具有广阔的应用前景.参考文献：[1]余红粒,习俊梅,廖高华.电机保护智能监测系统的设计[J].仪表技术与传感器,2006(10):42-44.Yu Hongli,Xi Junmei,Liao Gaohua.Research of intelli gent monitori ng protecti on s ystem for motors[J].Instrument Technique and Sensor, 2006(10):42-44.[2]沈标正.电机故障诊断技术[M].北京:机械工业出版社,2001.Shen Biaozheng.Motor fault di agnosis technology[M].Beijing:China machine Press,2001.[3]杭军政,李生民,孙旭霞.电机智能保护器保护算法的研究[J].机床电器,2007(5):15-17.Hang Junzheng,Li Shengmin,Sun Xuxia.The research of int elligent protector arithmetic on motor[J].Machine Tool Electric Apparatus, 2007(5):15-17.[4]陈文会,朱长纯.基于MSP430F149电机保护算法的实现[J].现代电子技术,2004(11):65-67.Chen W enhui,Zhu Changchun.Reali zing of electromot or protection algorithm based on MPS430F139[J].Modern Elect ronic Technique, 2004(11):65-67.[5]史久根,洪杰,韩江洪.嵌入式电机过流保护算法的设计与应用[J].仪器仪表学报,2008(29):182-186.Shi Jiugen,Hong Jie,Han J i anghong.Design and application of embedded overcurrent protection algorithm for electromotor[J].Chi nese Journal of Scientific Instrument,2008(29):182-186.[6]李全利,仲伟峰,徐军.单片机原理及应用[M].北京:清华大学出版社,2006.Li Quanli,Zhong W eifeng,Xu Jun,Single chi p mi crocomputer principle and application[M].Beiji ng:Tsinghua University Press,2006.[7]余锡存,曹国华.单片机原理及接口技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2002.Yu Xicun,C ao Guohua.Single chi p mi crocomputer principle and interface t echnol ogy[M].Xi’an:Xi’an Univers it y of Electronic Science and Technology Press,2002.[8]成开友.基于单片机的电机保护与软起动控制[J].电子科技大学学报,2003(2):155-157.Chen Kai you.Motor’s soft-starting controll ing and prevent ing system 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基于SPMC75F2413单片机的直流双闭环调速系统的设计

基于SPMC75F2413单片机的直流双闭环调速系统的设计作者：陈力吕亭亭王凯来源：《软件》2011年第03期摘要：与交流电动机相比，直流电动机结构复杂，成本高，运行维护困难。

但是直流电动机具有良好的调速性能、较大的起动转矩和过载能力强等许多优点，因此在很多行业中应用。

在本文中，设计一种基于凌阳单片机的直流双闭环调速系统，并对系统的硬件及软件部分作了具体的介绍及论述。

该系统包括转速给定、转速显示、转速检测、电压电流检测和转速控制等。

该调速系统容易实现，成本低廉，具有很好的实用价值。

关键词：自动控制技术；直流电机；单片机；双闭环控制中图分类号：TP27文献标识码：Adoi: 10.3969/j.issn.1003-6970.2011.03.030Design of Double Closed Loop DC Speed Control System based on SPMC75F2413CHEN Li, LV Ting-ting, WANG Kai(School of Information and Electrical Engineering of CUMT, Xuzhou)【Abstract】Compared with AC electromotor,DC electromotor is more complex,the cost is expensive and the maintenance is difficult.But,DC motor has much merit,such as:batter speed performance,bigger starting torque and stronger overload capacity, etc.Therefore,it is applied widely in many industries.In this paper,a kind of double closed loop DC motor speed control system is designed based on the SPMC75F2413. And introduced and discussed the hardware and software designed specifically.This instrument consists of rotation setting, display and detection, current sensing,and so on. It can be showed that this system have the advantages of easy-imlement ,lowercost and better use value.【Key words】Control technology,DC Motor,single-chip computer,double close loop control0引言早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，由运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件部分非常复杂功能单一，而且系统非常不灵活调试困难，受到器件性能温度等因素的影响,阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广[1]。

基于SPMC75F2413A单片机的步进电机加减速控制

基于SPMC75F2413A单片机的步进电机加减速控制(脉冲)是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构，是数字控制的一种执行元件，其可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

步进电机具有转矩大、惯性小、响应频率高等优点，因此具有眨眼启动与急速停止的优越特性。

步进电机在各种应用场合下最大的优势是：可以开环方式控制而无需反馈就能对位置和速度举行控制，但也正是由于负载位置对控制没有反馈，步进电机就必需正确响应每次励磁变幻。

假如励磁频率挑选不当，电机不能够移到新的位置，那么实际的负载位置相对控制器所期盼的位置浮现永远误差，即发生失步现象或过冲现象。

因此步进电机开环控制系统中，如何防止失步和过冲是开环控制系统能否正常运行的关键。

本设计用法SPMC75F2413A作为该系统设计的控制器。

SPMC75F2413A是μ’nSPTM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。

本设计中由SPMC75F2413产生脉冲信号，驱动电路用法由Allergo公司生产的两相步进电机专用驱动器SLA7042M构成步进电机的驱动电路，执行机构是两相混合式步进电机。

1 步进电机加减速控制原理S曲线加减速将传统的3段加减速过程变为7段加减速过程，形成S 字形，1所示。

加速段由加加速度段(T1)、匀加速度段(T2)、减加速度段(T3)组成；减速段由加减速度段(T5)、匀减速度段(T6)、减减速度段(T7)组成；而匀速段为(T4)。

在步进电机的控制系统中，给一个电脉冲信号，步进电机就转动一个角度或前进一步，如输人为脉冲数N，在规定的时光T内，其频率即为f。

驱动脉冲的频率f随时光t有：式中，fm为步进电机的最高延续频率，τ是打算升速快慢的时光常数，实际工作中可由试验来确定，已知系统达到匀速时的速度和系统达到第1页共3页。

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SPMC75F2413A 单片机在DC 变频空调中的应用
SPMC75F2413A 单片机在DC 变频空调中的应用
本文主要介绍利用SPMC75F2413A 单片机构成DC 变频空调控制方案。

DC 变频空调控制器工作机理，重点介绍SPMC75F2413A 在DC 变频空调器中的使用方法。

关键词：SPMC75F2413A 、PS21865A 、模糊控制、凌阳单片机
1 引言
随着我国国民经济的发展和人民物质文化生活水平的不断提高，空调器已广泛应用于社会的各种场合，直流变频空调器因具有节能、低噪、恒温控制、全天候运转、启动低频补偿、快速达到设定温度等性能，使空调的舒适性大大提高，将越来越受到人们的喜爱。

本设计方案的DC 变频空调控制器由室内机控制器、室外机控制器两部分组成。

基于SPMC75F2413A 的优越性能，用其设计室外机DC 变频控制器，容易实现产品模块化、智能化特点，控制参数采用开放式结构，便于与各种压缩机联结，从而能够在最短的时间内根据不同厂家的要求进行产品的升级换代。

以这种方式，产品可以更快地推向市场，获得时间上的竞争优势。

本控制器含有以下关键技术：
1、模糊控制技术：依据室内环温、管温，室外环温、管温、压缩机排气温度、压缩机过载保护温度、压缩机电流等参数建立模糊逻辑关系，控制压缩机的运转速度、室外风机及其它负载运行；
2、基于反电势位置侦测的BLDC 驱动技术;
3、模块控制保护电路：当模块有保护信号输出时，通过硬件电路断开PWM 模块输出控制信号，以达到保护模块的效果，并且可靠的给单片机模块保护信号；
4、EMC 及可靠性设计技术：在掌握空调的干扰机理的前提下，硬件设计重点考虑以下几点：电源电路设计、滤波电路参数设计、印制板地线及信号线设计，并且软件采用容错技术。

2 芯片特性简介
本系统是基于智能功率模组芯片和SPMC75F2413A 实现DC 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12～24MHz ，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
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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) Flash
2KW (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。

◆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
如有你有帮助，请购买下载，谢谢！
◆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
3 系统总体方案介绍
本DC变频空调系统分室内机系统和室外机系统两部分，其中室内机系统主要是系统一些逻辑状态信息的处理，而室外机系统主要是DC压缩机的变频驱动部分。

在本系统方案中室内机选用的是SPMC701FM0A实现的，SPMC75F2413A主要是应用在BLDC变频驱动部分。

系统结构框图如图3-1所示。

图3-1 DC变频空调系统框图
系统的基本工作过程：
室外机的主控MCU（SPMC75F2413A）随时接收来自室内机的控制和状态信息，从而去控制室外的风机、四通阀和压缩机，完成相应的控制功能。

同时还会将室外机的一些状态和室外的一些温度信息传回室内机。

室内机则根据室外机返回的参数和室内机本身的一些工作状态和温度信息对整个空调系统进行协调控制。

4 系统硬件设计
整个系统由室内机系统和室外机系统两部分组成。

下面主要介绍室外内系统。

4.1 系统结构
室外机系统主要由IPM功率驱动模块、反电势位置侦测电路、开关电源、室外风机驱动、由SPMC75F2413A构成的MC U子系统和Power Line通信电路等模块构成。

室外机系统电路结构如图4-1所示。