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用MC9S12H256實現(xiàn)異步電機變頻調速
摘要：介紹目前國內應用較少的Motorola公司16位單片機MC9S12H256；詳細闡述使用該型號單片機實現(xiàn)閉環(huán)變頻調速系統(tǒng)的設計方法；著重討論MC9S12H256用于變頻調速時特有的優(yōu)勢。關鍵詞：SPWM MC9S12H256 變頻 IGBT 光電編碼器
引言
SPWM變頻調速系統(tǒng)由于具有調速范圍寬、功率因數(shù)高、對電網(wǎng)影響小、電機運行平穩(wěn)、可有效抑制低次諧波、可實現(xiàn)較大容量等諸多優(yōu)點，而越來越受到人們的重視，一直被視作非常有發(fā)展前途的變頻方案，越來越多的科研技術人員開始討論這一課題。由于電力電子技術的高速發(fā)展和智能控制技術的廣泛應用，當前人們設計的SPWM電機變頻調速系統(tǒng)，摒棄了過去依賴邏輯電路，如比較器、三角波發(fā)生器等陳舊的實現(xiàn)方式，而采用高性能MCU加上一些專門的PWM集成電路，如HEF4752、SLE4520等構成。文本介紹的系統(tǒng)由于MC9S12H256具有獨立的PWM通道，實現(xiàn)起來更為容量；加之Motorola出品的MCU一向具有產(chǎn)品線豐富，片內資源眾多等優(yōu)點，所以比較使用Intel 80196實現(xiàn)的方案，無論是調試方式還是工作速度以及實現(xiàn)難易度都有一定的優(yōu)勢。
圖1 MC9S12H256 PWM方框圖
1 MC9S12H256 PWM模塊介紹
MC9S12H256是Motorola公司16位單片機系列中定位于電機控制的機型，它秉承了Motorola單片機資源豐富的傳統(tǒng)優(yōu)勢，最高工作頻率為24MHz，內部具有256K Flash ROM、12K RAM、4K EEPROM、2個SCI、1個SPI、1個I2C總線接口、8通道16位定時器、1個6通道PWM模塊、16通道10個A/D轉換器、2個CAN2.0接口、1個LCD驅動器。其中專門用于電機控制的PWM模塊可以很方便地生成雙極式三相脈寬調制波形。下面詳細介紹該芯片的PWM模塊。
PWM模塊含有6個PWM通道，每個通道可以獨立產(chǎn)生左對齊或者中心對齊的波形。每個通道的波形周期和占空比以及對齊方式都可以單獨編程，同時每個通道還配有一個專門的計數(shù)器來靈活選擇不同的時間源，以提供更寬的變頻。綜合起來PWM模塊具有以下性質：
*6個獨立的PWM通道，其周期、占空比、對齊方式都可以單獨編程；
*每個PWM通道都配有計數(shù)器，用來選擇時鐘源；
*每個PWM通道都可以通過編程來開啟或者關斷；
*每個通道的起始極性能可以編程；
*周期和占空比寄存器是雙緩沖的，也就是說只有一個周期結束之后才可以轉化為新的指定的周期和占空比；
*6個8位的PWM通道可以合并成更高精度的3個16位PWM通道；
*可以編程選擇4個時鐘源，所
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