基于196系列单片机在空调逆变器中的运用

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      随着国内经济的飞速发展,空调车、豪华车也进入了新的发展阶段。空调逆变器是一种新型高效无污染“绿色”能源,其应用前景非常广阔。

      SPWM技术是空调逆变器中主要的控制技术,要生成SPWM脉冲常采用两种方法:一是由模拟电路生成;二是由单片机等数字电路生成。前者电路复杂,抗干扰性能差,有温漂现象,系统可靠性和一致性低;数字方法则利用计算机实时计算,这样系统一致性很高,没用温漂现象,同时调试工作量大大降低。INTEL公司推出的16位微处理器N87C196MC/MD是专为电机拖动设置的低成本单片机芯片,片内集成了一个3相波形发生器WFG(Wave Form Generator),这一外设装置大大简化了产生SPWM波形的控制软件和外部硬件,完成整套控制电路十分简洁。

      1 N87C1 96MC片内波形发生器简介

      1.1 WFG的功能特点

      N87C196MC片内WFG有3个同步的PWM模块,每个模块包含一个相位比较寄存器、一个无信号时间发生器和一对可编程的输出,即WFG可产生独立的3对6个PWM波形,它们有共同的载波频率、无信号时间和操作模式。一旦工作以后,WFG只要求单片机在改变PWM的占空比时对WG COMPX寄存器改变赋值即可。

      WFG产生SPWM波形是在下列专用寄存器的控制下完成的。

      a.双向计数寄存器WG COUNT。16位双向计数器是3对输出信号的时基发生器。它的时钟频率是振荡频率处于2,每个状态周期WG COUNT改变一个计数值。用户可对WG RELOAD寄存器进行写操作,而它的值周期地装入到计数器中。

      b.重装载寄存器WG RELOAD。该寄存器实际包含一对1 6位寄存器,当读或写该寄存器时,访问的是WG RELOAD寄存器。写到WG_RELOAD的值,被周期地(取决于操作方式)装入到第二个寄存器。这后一个寄存器叫做计数器比较寄存器,它是WG_COUNT实际与之比较的时间寄存器。

      c.相位比较寄存器WG_COMPx。共有3个(X=1,2,3)可读写的16位相位比较缓冲器。每一个相位比较缓冲器有一个关联的比较寄存器,它的值与每次计数后的WG_COUNT相比较。这些寄存器不能直接被用户访问。

      d.控制寄存器WG_CON。WG_CON是一个16位寄存器。可控制计数方式及产生3个10位无信号时间(deadtime)。利用无信号时间重装载寄存器可以随时改变无信号时间。

      e.输出控制缓冲寄存器WG_OUT。可用于选择输出引脚的输出信号方式。可对每个引脚独立定义有效状态。

      1.2 WFG的基本工作原理

      a.从功能上,WFG可分为3部分:时基发生器、相位驱动通道和控制电路。

      (1)时基发生器为PWM建立载波周期。该周期值取决于WG_RELOAD的值;

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