基于68HC908MR16單片機(jī)的空間矢量控制變頻電源

2.3 PWM波形成

本系統(tǒng)利用MR16單片機(jī)中的PWMMC模塊，實(shí)現(xiàn)PWM波形的生成。在初始化時將其設(shè)置為3對互補(bǔ)工作模式，即同一橋臂上的兩路PWM信號是互補(bǔ)的。為了防止同一橋臂上的2個開關(guān)管直通，在無信號發(fā)生器DEADTIME的死區(qū)時間寄存器DEADTM中設(shè)置了2.5μs的死區(qū)時間。系統(tǒng)采用4MHz的外部晶振，由程序選擇內(nèi)部鎖相環(huán)頻率合成器產(chǎn)生8MHz內(nèi)部總線時鐘。同時設(shè)置載波頻率為9kHz，并將其寫入PMOD(H:L)寄存器。PWM波的實(shí)時脈沖寬度的計(jì)算都是在中斷服務(wù)程序中完成的，每當(dāng)PWMMC模塊中的PCTN(H:L)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)至PMOD(H:L)中的數(shù)值時就引起一次中斷。預(yù)先將一個扇區(qū)（60°）的正弦值擴(kuò)大一定倍數(shù)后制成正弦表格存入FLASH中，每次進(jìn)入中斷后都從表中取出一個正弦值，經(jīng)過相應(yīng)的計(jì)算后將結(jié)果送入PVALX(H:L)寄存器中，單片機(jī)將PCTN(H:L)中的值與PVALX(H:L)中的值進(jìn)行比較后自動產(chǎn)生PWM波，而后依次送入相應(yīng)的PWM輸出通道，完成PWM波的輸出。采用軟件方法實(shí)現(xiàn)PWM波的原理如圖5所示，它對應(yīng)于圖1的第1扇區(qū)。當(dāng)位于不同的扇區(qū)，不同的PWM周期時，它們的值都不相同，都是實(shí)時變化的。同樣，賦給每一個PVALX(H:L)寄存器的值也就不盡相同。這種產(chǎn)生對稱PWM波形的方法，每個PWM周期都開始和結(jié)束于零向量，并且000和111的持續(xù)時間相同；同時，除了占空比0％和100％外，每個周期內(nèi)各橋臂通斷兩次，而且對于一個扇區(qū)來講，橋臂的通斷都有一個固定的順序。

圖5 軟件實(shí)現(xiàn)原理圖

2.4 串行通信

系統(tǒng)采用串行通信設(shè)計(jì)了相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)，使其具有良好的人機(jī)界面。其中逆變系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)均采用MAXIM公司的串行接口芯片MAX3082，通過標(biāo)準(zhǔn)RS-485總線準(zhǔn)確實(shí)時地實(shí)現(xiàn)了相互的串行通信。同時，運(yùn)用光耦隔離的辦法增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力，提高了通信的可靠性。雙方約定波特率9600bps，工作于半雙工模式，并采用校驗(yàn)和的校驗(yàn)方法檢驗(yàn)數(shù)據(jù)通信的準(zhǔn)確性。

MR16工作頻率設(shè)為8MHz，初始化程序如下：

MOV ＃＄50, SCC1 ； 每一幀10位數(shù)據(jù)，

啟動SCI模塊

MOV ＃＄0C, SCC2 ； 發(fā)送器和接收器使能

MOV ＃＄00, SCC3 ； 屏蔽出錯中斷

MOV ＃＄30, SCBR ； 設(shè)置波特率為9600bps

2.5 軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，包括初始化模塊，讀X5043模塊，保護(hù)模塊，通信顯示模塊，PI調(diào)節(jié)模塊，軟啟動模塊以及中斷模塊等。其中除中斷模塊在中斷服務(wù)程序中完成以外，其他均放在主程序中完成。主程序流程如圖6所示。

圖6 主程序流程圖