单片机设计变频器

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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

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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

电源系统
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
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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。

基于单片机的SPWM变频器设计探究

基于单片机的ＳＰＷＭ变频器设计探究张丁雷摘㊀要：随着电子技术的发展，传统的电气传动将面临着重大的变革，直流调速已经逐步被交流调速所取代㊂交流电机相对于直流电机而言具有结构简单㊁故障率低㊁易维护等众多优点，因而在调速领域具有独特的优势㊂全自动型功率器件的出现以及控制理论的不断发展，交流调速系统在控制性能以及经济性方面都能够与直流电机相媲美，且更适合应用于高速㊁高压㊁恶劣的环境中㊂文章采用ＭＳＰ４３０Ｆ５４３８Ａ单片机控制三相交流异步电机，通过ＳＰＷＭ技术对交流电机进行恒压频比控制，设计出一款通用变频调速系统㊂关键词：ＭＳＰ４３０Ｆ５４３８Ａ单片机；变频调速；ＳＰＷＭ一㊁引言变频器是一种交流调速设备，主要功能是解决交流电调速困难以及交流设备效率低㊁可靠性差等问题，其能够在很大程度上提升电机的调速性能㊂但是，由于市场上变频器的价格不菲，且所集成的功能众多，无法在低功率的家电中使用㊂因此，笔者企图以较低的成本来设计一款实用的变频器，以便能够在家电上使用㊂二㊁总体设计方案变频是将固定频率的交流电转换为频率连续可调交流电的过程㊂文章设计的变频其总体由两部分构成：一是电力部分，其采用各种电力半导体器件，以此来实现电力形式变换的电路；二是驱动控制部分，电力部分依赖于控制部分展开工作，该部分决定了变频器的工作性能与操作性能等㊂三㊁系统硬件设计本设计采用ＭＳＰ４３０Ｆ５４３８Ａ单片机为控制部件，所设计出的硬件结构主要包括主电路㊁控制电路㊁检测电路以及供电电源电路组成㊂本系统采用ＳＰＷＭ变频技术，为了将开发周期尽可能地缩短，由组态软件中的上位机编程软件来调整系统参数㊂通过上位机ＲＳ２３２接口负责将参数发送给下位机，在ＭＳＰ４３０Ｆ５４３８Ａ接收到信号后将电路采集的数据进行矢量计算，由ＣＰＵ输出ＳＰＷＭ波形并送入到驱动电路的输入端口；ＳＰＷＭ波经过驱动电路输出放大的ＳＰＷＭ波形；经过滤波电路输出三相正弦波㊂ＣＰＵ对系统的运行状态进行实时监控，在系统出现短路㊁过流等故障时，则可通过检测电路检测出故障信号，并经过处理再转换为电压信号，然后将信号输出并封锁，以此来保障电机的运行㊂（一）电路设计１．主电路设计主电路采用交流－直流－交流的电路结构，由整流㊁中间滤波以及逆变器组成㊂具体采用ＩＲ２３０集成电路，该种电路适用于功率ＭＯＳＥＦＥＴ所驱动的照明镇流器㊁电源和电机等㊂通过改变输入逆变器的ＳＰＷＭ波的宽度来调节输出波形的频率，以此来实现变频的目的㊂２．控制电路设计芯片作为控制电路的核心部件具有重要的意义，文章采用ＭＳＰ４３０Ｆ５４３８Ａ单片机，其主要功能是将检测数据转换为ＳＰＷＭ波，处理输入和输出端数据，以起到系统控制的作用㊂ＭＳＰ４３０Ｆ５４３８Ａ集成了控制ＰＷＭ输出定时器，每个定时器都能够输出三相ＰＷＭ波形，各定时器之间通过联合电机的反馈环控制㊂３．检测电路设计系统在理想的情况下能够稳定地运行，但是在实际应用过程中，各种因素都有可能导致系统出现故障㊂处于增强系统运行稳定性的目的以及在系统出现故障时的保护，需要对电路进行实时的检测，检测电路由过流㊁过压检测及保护电路以及转速度检测及保护电路组成㊂过流检测电路是通过电流传感器来实现对三相异步机的三相电流㊂当三相异步机出现过路电流时自动切断继电器电源㊂电压检测和保护电路主要是检测通过整流输出的高压直流的母线电压，由于母线电压对逆变系统具有较大的影响，因此需要设计保护电路㊂过压保护电路采用串联保险丝与并联压敏电阻的方法㊂通过保险管来限制了过大的电流，压敏电阻是在电压过大的情况下降低电路的电压以起到保护的作用㊂转速检测电路采用电增量编码器作为速度传感器㊂增量编码器是通过数字的形式来确定被检测目标相对于基点的瞬时位置，通过接口转速检测电路测量电机的角速度㊂（二）频率显示模块由于单片机ＭＳＰ４３０Ｆ５４３８Ａ的驱动能力不够，这就需要采用三极管驱动数码对变频器的频率进行直观地显示，从而实现精确控制的目的㊂四㊁系统软件设计本系统采用的是基于ＳＰＷＭ的电流控制方法，通过处理采样信号来产生ＳＰＷＭ驱动信号对逆变器进行控制㊂在系统上电后，初始化模块仅设置一次，然后就循环执行控制程序，并在这个执行的过程中定时发生中断，系统执行程序在中断与主程序中进行，所产生的ＳＰＷＭ信号加入数据处理模块中运算，将运算结果储存到ＭＣＰ寄存器中，通过对逆变器的控制来调节电动机的速度来完成控制信号的产生㊂五㊁调试在对系统调试的总体思路是先进行部分调试，然后再进行整体调试㊂当系统上电时，首先对其电源工作是否正常进行检测，在系统正常工作后采用示波器来观察ＰＷＭ波形㊂最后，将１８Ｖ电压加到系统输入端，并在系统负载端串上滤波电路㊂六㊁结论文章在对大量资料进行收集㊁分析和整理学习的基础上，以三相交流异步电动机作为被控制对象，采用ＭＳＰ４３０Ｆ５４３８Ａ单片机作为处理器，通过ＳＰＷＭ控制技术对交流电机实现恒压频比控制，设计出了基于ＭＳＰ４３０Ｆ５４３８Ａ交流电机变频器，在考虑实际生产中硬件结构的基础上，编写了相应的软件程序，所设计的变频器电路结构简单，可靠性高且实用性好，基于三相交流异步电动机的变频调速将具备广阔的应用前景㊂参考文献：［１］向楠，黄道业．基于ＭＳＰ４３０Ｆ５４３８Ａ单片机的交流变频器的设计［Ｊ］．西安文理学院学报（自然科学版），２０１５（２）：１１－１３．［２］吴守帧，藏英杰．电气传动的脉宽调制和控制技术［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９９５．作者简介：张丁雷，杭州浙泰电气有限公司㊂８８１。

51单片机制作变频器

51单片机制作变频器这仅仅是一个不作死就不会死业余程序猿干出的蠢事，大神们手下留情，砖头少飞一下，小的在此先谢过了。

很多年前，大约在07年还是05年。

就有过用单片机模拟DSP跑变频器程序的想法。

因为老一辈曾经用2051跑俄罗斯方块，想想人家既然能同时处理场、行还有视频信号，那么跑一个120度相差的三相正弦波应该没问题吧，迫不及待的敲一段代码，烧进AT89S52单片机一运行，结果是否定的。

S52用24M的晶振居然只能跑出几赫兹的变频正弦波来。

失望之余就把代码丢一旁，后来一次硬盘损坏，代码也丢失了。

上个月由于生病加上工作的不容易，宅家里，没事瞅了瞅老姚的STC单片机，发现其中到了STC12CXXX以上的单片机居然都是1T指令周期，时钟能上35MHz，心头一亮，又闪出了想跑一跑变频器的想法。

说干就干，找来洞洞板，搭上最小系统，时钟吗，找了张DVD解码板，搞到一颗27M 的，先用上再说。

紧接着就是满盘找以前写的代码，结果是失望的，想起那次硬盘损坏，代码早就无影无踪了。

老早就听说过变频器算法是很复杂的，毕竟没玩过DSP，也没听人家说过。

只听人说过，这算法不是歪着脖子半小时能想出的东东。

我现在也早已没有了当年的激情了。

思来想去，反正51速度也不够。

那还是用当年的查表法吧。

（有人就要说了，PIC不是1T的吗，而且人家一开始就是！？）您可别忘了，PIC是快，最高时钟一个指令200NS。

可是你也别忘了，由于它的指令过于简单，简单到查表指令都没。

而且我当年就用PIC测试过，那一堆查表指令下来，还没S52跑得快！好了，回到正题，当年的数据表没了，而且你现在叫我用手算，你还是杀了我吧。

歪脖子一想还是交给电脑吧，好吧立马动手敲代码。

N小时后如下结果，计算一次居然要差不多十分钟，由于没开多线程，计算过程中界面也卡死，奇葩吧？^_^吼吼！你那不是相差120度的三角波波么？你骗我这刚上幼儿园的小盘友？！额额，是的，一张51能把这波波跑出来也就很能干了，何况还有一个业余的程序猿。

基于单片机的变频调速器智能切换的设计及实现

基于单片机的变频调速器智能切换的设计及实现摘要：本文针对我台D某600全固态中波发射机冷却系统故障时变频调速器的主备切换须人工完成问题，介绍了一种基于AT89S52单片机控制电路的设计。

该电路以AT89S52单片机为核心，结构简单，控制可靠，实现对变频调速器的主备自动切换。

减少停播时间，提高安全传输发射的设备可靠性。

关键词：ATS89S52；单片机；RS232；74HC373；变频调速器近年来，随着信息技术在社会各领域不断深化的应用，单片机技术的应用领域越来越广泛，比如工业控制、汽车电子、家用电器、计算机外设以及消费电子产品等。

由于单片机具有优良的抗干扰性能、不需要操作系统、代码简单等优点，所以它具有可靠性好、实时性好、控制简单。

我台D某600全固态中波发射机合成器冷却系统由一台美国保德15系列变频调速器和三台2马力的大功率变频风机组成。

由于我台地处南方山区，雷雨季节，外电波动较大，常常因外电导致变频调速器死机，发射机因冷却故障而自我保护，使得发射机降功率直至关机。

因此我台对合成器冷却系统进行改造，加装一台美国保德15系列变频调速器，并设计了变频调速器主备切换电路。

同时安装一台APB-25型40W大功率工频冷却风机，当变频调速器主备切换电路故障或者原风机故障，可以应急。

不致发射机因冷却故障关机。

改造后，使合成器冷却系统更加稳定、可靠。

但变频调速器主备切换或者切换至工频风机需要人工来执行。

因此，缩短故障处理时间显得尤为必要。

一、系统概述如图1所示为系统结构框图。

本切换系统以单片机AT89S52为核心，当该系统处于自动模式时，对变频调速器的工作状态进行监测，若当前工作的变频调速器出现故障时，正确识别并发出备用变频调速器切换指令，继电器驱动电路接收到切换指令，使相应的继电器闭合或者断开，完成主/备变频调速器的切换；当该系统处于手动模式时，由上位微机通过RS-232串口通信电路向本系统发送控制信号，单片机AT89S52将接收到控制信号后，经过对数据处理，形成对应指令，并由继电器驱动电路来执行，完成主/备变频调速器的切换；也可在本硬件系统上的按钮来选择。

利用单片机设计通用变频器

利用单片机设计通用变频器通用变频器是一种利用单片机进行控制的电气装置，能够调节电机运行的频率，从而控制电机的转速。

它广泛应用于各种机械设备中，如电梯、空调、水泵、风扇等，可以提高电机的效率和可控性。

本文将从原理、设计过程、功能特点以及应用领域等方面介绍通用变频器的设计。

首先，通用变频器的原理是利用单片机实现对电机供电电压的调节，从而改变电机的频率和转速。

单片机通过接收外部传感器的反馈信号，对输出电压进行实时调整，使电机的转速保持在预设的范围内。

常见的单片机型号有AT89C51、STM32F103等，它们能够满足通用变频器的设计要求。

其次，通用变频器的设计过程包括硬件设计和软件设计。

硬件设计部分主要是选取合适的电机和驱动电路，确定输入和输出电压的范围，以及搭建必要的传感器和控制电路。

软件设计部分则是编写单片机的控制程序，对输入信号进行采样和处理，然后通过PWM信号控制电机转速的调节。

在功能特点方面，通用变频器具有以下几个主要特点：首先，它具有高效节能的特点，通过控制电机的转速，可以根据实际负载情况动态调整电机运行的频率和电压，以达到最优的效果。

其次，通用变频器具有稳定性好的特点，单片机控制的精度高，可以实时监测电机的运行状况并进行调整，使电机保持稳定运行。

再次，通用变频器具有多功能的特点，可以通过调整单片机的控制程序，实现电机的正反转、启停控制、加减速控制等多种功能。

最后，通用变频器具有智能化的特点，单片机可以通过与其他设备的通讯接口，实现远程监控和控制。

通用变频器广泛应用于各个行业，如工业自动化、交通运输、农业和家庭电器等。

在工业生产中，通用变频器可以提高生产效率，减少电能消耗，同时也可以降低机械设备的损耗和维护成本。

在交通运输领域，通用变频器可以用于电梯、卷闸门、自动扶梯等设备的控制，提供安全和便利。

在农业领域，通用变频器可以用于水泵、灌溉设备等的控制，提高灌溉效率和水资源利用率。

在家庭电器中，通用变频器可以应用于空调、洗衣机等设备的控制，提供舒适和节能。

基于单片机实现SPWM制作空调变频器

基于单片机实现SPWM制作空调变频器SPWM（Sinusoidal Pulse Width Modulation，正弦脉宽调制）是一种通过改变脉冲宽度来调制正弦波形的技术。

在空调变频器中，SPWM被用来控制空调压缩机的转速，从而实现空调运行的频率调节。

1.信号采集：空调变频器需要采集环境温度和设定温度信号。

可以通过温度传感器采集环境温度，并通过按钮或旋钮等输入设备采集设定温度信号。

2.控制算法：控制算法主要包括温度控制算法和SPWM生成算法。

温度控制算法根据环境温度和设定温度计算出控制信号。

SPWM生成算法根据控制信号生成相应的SPWM波形。

3.SPWM输出：根据SPWM生成算法生成的波形，控制输出信号，控制空调压缩机的转速。

通过改变脉冲的占空比，改变压缩机的电流和电压，从而控制压缩机的运行频率。

4.过温保护：在空调变频器中，还应该添加过温保护功能，以避免设备超过安全温度。

可以使用温度传感器检测设备温度，并在温度超过安全限制时触发过温保护措施，例如关闭空调压缩机。

在实际实现过程中，可以使用一块适配单片机的PWM模块来生成SPWM波形。

通过调整PWM的占空比和频率，可以改变SPWM的周期和幅值，从而实现空调压缩机的转速调节。

此外，为了保证空调变频器的稳定运行，还可以加入软起动、过压保护、电流保护等功能。

软起动可以避免空调压缩机在启动时产生过大的冲击电流；过压保护可以保证电压在合适范围内，避免对设备损坏；电流保护可以监测压缩机输出电流，避免过大的电流对设备造成损害。

总结起来，基于单片机实现SPWM的空调变频器需要进行信号采集、控制算法设计、SPWM输出和各种保护措施设计。

通过合理的控制算法和SPWM生成，可以实现空调压缩机的转速调节，从而实现空调的变频控制，提高能效和舒适度。

基于单片机的变频电源控制器设计

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。

本文从变频器的基础理论出发，对主要器件和开发环境进行分析，之后对硬件设计进行研究，主要包含变频器的总体结构、交流功率模块、变频控制模块等容的设计。

在系统软件设计方面主要进行SPWM参数的计算和串行通信中断程序等容。

希望本文的研究可以为我国变频器的研究带来具有价值的参考和借鉴。

关键词：变频器；STC单片机；智能功率模块(SPM) ；SPWM1.1课题研究背景及意义 (2)12变频器的现状与发展方向 (3)1.3主要容 (4)第二章逆变电路的拓扑结构及工作原理 (5)2.1逆变电路常用拓扑结构简介 (5)2.2变换电路常见拓扑结构的工作原理及其特点 (5)第三章硬件系统设计 (9)31变换电路选择 (9)32主电路设计 (9)3.3 SPWM逆变器的设计 (10)3.4控制电路设计 (12)3.5IGBT驱动电路设计 (12)3.6电压、电流、频率测量电路 (13)3.7键盘、显示电路 (14)第四章系统软件设计 (18)4.1控制模块设计 (18)4.2初始化程序 (22)4.3显示中断程序 (22)44显示子程序及键盘服务程序流程图 (23)参考文献 (26)致 (27)引言变频电源顾名思义就是能够提供可调频率输出的电源，变频电源是这样一种设备，能够将交流电输入转换为用户所需要的电压和频率的正弦波输出的变换器。

随着电力电子技术的发展，电子系统等设备种类繁多，与人们的工作和生活息息相关，变频电源成为不可缺少的优质、可靠的电源。

基于单片机的PWM变频调速设计。

基于单片机的PWM变频调速设计引言随着工业现代化进程的不断推进，电机在控制领域中的地位越来越重要。

尤其是在工业生产中，电机广泛应用于各种机械设备中，成为机器人、自动化、计算机数控和其他诸多领域的核心部件。

在电机控制技术中，PWM变频调速技术是一项重要的技术之一。

本文将介绍基于单片机的PWM变频调速设计方案。

PWM变频调速技术概述PWM变频调速技术是一种常用的电机控制技术，它通过控制电机的电压和频率来实现电机调速。

PWM是脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation）的缩写。

PWM调速的基本原理是：控制电机输入电压的高低电平占空比，通过增加高电平时间和减少低电平时间，将交流电转换为类似直流电的脉冲信号，通过改变高电平时间和低电平时间的比例，进而调节电机的转速。

PWM变频调速技术的主要优点是：调速性好、运转平稳、效率高、噪音小、寿命长等。

因此，它广泛应用于各种类型的电机控制中。

基于单片机的PWM变频调速设计基于单片机的PWM变频调速设计方案主要包括三个部分：电路设计、控制程序设计和调试测试。

下面分别介绍这三个部分的具体内容。

电路设计基于单片机的PWM变频调速电路设计包括三个主要部分：电源部分、控制部分和驱动部分。

电源部分：主要是提供电压稳定的电源。

电源电压需要根据电机的额定电压来设计，同时需要具备一定的稳定性。

控制部分：主要包括单片机和控制电路，其中单片机可以根据需要选择8051或者AVR等常用的型号，控制电路主要是为了控制电机的频率、占空比等参数。

驱动部分：主要是将控制信号转变为电机驱动信号。

在选择电机驱动芯片时需要考虑驱动能力与芯片成本的平衡，可以选择L298N或MOS。

控制程序设计基于单片机的PWM变频调速控制程序设计主要包括以下工作：1.根据PWM变频调速技术的原理，编写程序实现占空比和频率的控制。

2.编写中断服务程序，完成电机转速反馈信号、过流保护等功能。

3.根据需求编写界面程序，实现电机开关控制、速度选择、过电流保护等功能。

基于单片机控制的PWM变频调速系统设计

摘要：本文介绍了一种利用专用集成电路SA4828 设计电机变频调速的方法。

系统主要包括主电路与控制电路，主电路采用IPM智能功率模块作为电机的控制。

控制电路由MCS-51系列的8051单片机最小系统和SA4828 三相SPWM 产生器及少量的扩展外围芯片构成，充分发挥其控制电路简单、控制方式灵活、输出波形优点多的特点，结合相应的软件，实现电机的调速要求。

其中主要内容包括：SA4828的特性介绍及变频系统的主电路、驱动电路、保护电路、速度检测、调速系统及软件编程设计方法。

所设计的系统实现了变频调速的全数字化控制，实时性好，可靠性高。

关键词：单片机 SA4828 变频调速 SPWM 电动机The Design of Motor VVVF System Based On MCU Abstract:This article describes a use of SA4828 ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit) design motor VVVF system.The system includes the main circuit and control circuit, main circuit used as the Intelligent Power Module IPM motor control. The control circuit is constituted by the MCS-51 series of 8051 systems、three-phase SPWM generator SA4828 and the expansion of a small number of peripheral chips. Give full play to its control circuit is simple, flexible control, the advantages of multi-output waveform characteristics, combined with appropriate software, to achieve the speed requirements of motor control. The system has all-digital VVVF control, real-time, and high reliability.Key words: MCU SA4828 VVVF SPWM Motor-Control1.系统组成与工作原理……………………………………………2.主电路设计………………………………………………………3.控制电路设计……………………………………………………4.元器件选型及参数计算…………………………………………5.系统软件设计……………………………………………………6.系统应用与调试说明……………………………………………一、系统组成与工作原理系统由IGBT的分立驱动电路、串口通信、保护电路、A/D模数转换模块组成。

基于STC单片机的电机变频控制器设计

摘要电机变频控制器，是一种无机械运动的频率调控装置。

它把电力配电网50Hz恒定频率的交流电，变成可调频率的交流电，供普通的交流异步电动机使用。

对电机具有高效的驱动性能及良好的控制特性。

现在变频器在过程控制、提升控制、家电等中得到广泛的应用，而本设计主要是讨论其在家电中的使用。

在设计中采用STC12C5410AD作为主控制单片机实现电机变频控制器，使用智能功率模块( SPM)FPAL15SH60对电机进行驱动。

控制器能实现20--250Hz信号的输出，可通过手动或自动的方法调节频率，并能显示实时频率。

具有输入欠压保护、输出过压过流保护功能和过温监测等功能。

工作原理是由单片机产生初始的SPWM控制信号，把取样电压和设定的参考电压相比较得到输出电压与参考电压的误差值，电压误差值反馈到单片机内部进行数据处理，再由单片机对SPWM信号进行修正后输出，从而达到对电机控制。

本设计以高性能单片机为电机的控制中心，通过智能功率模块达到对电机的驱动，最终实现对电机的控制。

使其在实际使用中达到低功耗，高效率的效果。

关键字：变频器；STC单片机；智能功率模块( SPM )；SPWMBased on STC-MCU Inverter Controller DesignStudent：CHEN Xiao-lan Teacher: LU Er-qingAbstract: Motor inverter controller is a motion-control device that non-mechanical frequency.Its electricity distribution network to a constant frequency AC 50HZ into AC adjustable frequency for the use of ordinary AC asynchronous motor.It’s drive with efficient performance and good control characteristics for motor.Inverter has been widely used in the process control, enhance control, and home electrical appliances, but mainly to discuss the design of its use in household appliances.In the design used STC12C5410AD single-chip as the main control variable frequency motor controller, and use of smart Power Module (SPM) FPAL15SH60 of the motor drive. Controller to achieve 30 - 150Hz output signal ,it can be manually or automatically adjust the frequency of the method , and displaying frequency value in real time. Including Including input under-voltage protection, output overvoltage and overcurrent protection features such as over-temperature monitoring.T he working principle is generated from the initial single-chip SPWM control signals, the sampling voltage and set the reference voltage to be compared with the reference voltage output voltage of the error, voltage error feedback to the internal single-chip data processing, and then SPWM signal from the micro to the revised output of motor control to achieve.The design for high-performance single-chip motor control center, through the smart power module for motor drive to achieve, and ultimately the control of motor. To achieve in practice the use of low-power, high-efficiency results.Keyword: Inverters;single-chip inverter; Smart Power Module (SPM)；Sine Pulse-Width Modulation(SPWM)摘要 (I)ABSTRACT (II)1 引言 (1)1.1 变频器发展与主要成果 (2)1.2 变频器的现状与发展方向 (3)1.3 设计的意义与主要内容 (4)2 主要器件和开发环境 (6)2.1 主要器件介绍 (6)2.1.1 STC单片机 (6)2.1.2智能功率模块 (7)2.2 设计开发环境 (9)2.2.1硬件开发环境 (9)2.2.2软件开发环境 (10)3 硬件设计 (11)3.1 变频器的总体结构 (11)3.1.1 系统模块的划分 (11)3.1.2 电源模块 (12)3.2 变流功率模块 (12)3.3 变频控制模块 (14)3.3.1 SPWM的工作原理 (14)3.3.2 SPWM波形的生成方法 (15)3.3.3正弦脉宽调制模块 (16)3.4 其它控制接口 (18)3.4.1 A/D转换模块 (18)3.4.2 MCU与通信接口 (18)3.4.3 键盘模块 (19)3.4.4 显示模块 (19)4 系统软件设计 (21)4.1 SPWM参数的计算 (21)4.2 定时中断处理流程 (23)4.3 串行通信中断程序 (23)5 结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录一系统电原理图 (27)附录二实验程序 (28)1 引言随着人们生活水平的不断提高，家电在生活中的普及率越来越高，与此同时，人们对家电的要求也越来越高。