基于8098單片機實現的SPWM變頻調速系統

電子機電論文編號:JD727  附任務書, 論文字數:24394,頁數:49

 目錄
前  言 - 1 -
第一章  緒   論 - 4 -
1.1 課題背景及意義 - 4 -
1.2 論文的內容及安排 - 4 -
第二章  Intel 8098單片機 - 6 -
2.1  8098單片機簡介 - 6 -
2.2  8098單片機總體結構 - 6 -
2.3  8098單片機的主要特色 - 7 -
2.4 存儲器空間及其功能分析 - 8 -
2.5  專用寄存器及功能 - 9 -
2.6 8098單片機的數/模轉換器 - 10 -
2.7  高速輸出口HSO - 11 -
第三章  8098控制系統的硬件電路的設計 - 12 -
3.1  引言 - 12 -
3.2  由8098單片機實現的SPWM變頻調速系統主電路 - 12 -
3.3控制系統的設計方案 - 13 -
3.4 設計的總體思路及結構 - 13 -
3.5 8098單片機復位電路的設計 - 15 -
3.6  8098單片機的晶振電路設計 - 16 -
3.7 8098單片機與74LS373的電路設計 - 17 -
3.8  8098單片機外接EPROM 2764電路設計 - 18 -
3.9  8279鍵盤/顯示接口芯片與單片機的接口及應用 - 20 -
3.10 鍵盤接口技術 - 26 -
3.11  LED數碼管接口電路的設計 - 26 -
第四章  交流變頻調速系統 - 29 -
4.2 交流異步電動機變頻調速原理 - 31 -
4.3 變頻調速系統的控制方式 - 31 -
4.4變頻器的概述 - 34 -
4.4.1變頻器的基本類型 - 34 -
4.4.2 變頻器的基本結構 - 34 -
4.5正弦波脈寬調制（SPWM）法 - 35 -
4.5.1正弦波脈寬調制基本思想 - 35 -
4.5.2  脈寬調制控制的方法 - 36 -
4.5.3  SPWM信號的調制方式 - 37 -
4.6  計算機控制的SPWM控制模式 - 38 -
第五章 控制系統電路原理圖以及PCB圖的繪制 - 41 -
5.1  電路原理圖的繪制 - 41 -
5.2 PCB圖的繪制 - 43 -
第6章  論文總結 - 45 -
6.1  設計的總結 - 45 -
6.2 感想 - 45 -
致    謝 - 47 -
參考文獻 - 48 -

 前  言
    隨著大規模集成電路的飛速發展和計算機應用的推廣普及，單片機具有體積小、價格低、可靠性高等優點，能夠單獨地完成現代工業控制系統所要求的智能化控制功能，在各個領域、各個行業都得到了廣泛發展。
在單片機的發展史上，美國INTEL公司的貢獻十分突出。1976年，該公司研制出第一代8位通用單片機—MCS-48系列，1980年相繼推出第二代8位增強型單片機—MCS-51系列，1983年又推出16位單片機，早期推出的MCS—48系列單片機是一種功能較簡單，尋址范圍很有限的低能8位單片機，除了一些傳統的應用領域（如鍵盤控制器）外，這類單片機已在很大程度上被稍后的MCS-51系列8位單片機所取代。MCS-96系列機又向51系列單片機機提出了新的挑戰。
MCS—96系列單片機的新成員8098，采用8位外部數據總線，而內部CPU仍然保持16位結構，這類單片機通常稱為準16位機，其價格遠低于原來的16位機，性能價格比的提高對于普及應用具有積極意義。8098單片機具有豐富的硬件資源，除具備一般單片機具有的串行及并行輸入/輸出口、中斷系統、定時器外，還包含有高速輸入/輸出口HSI/HSO，軟件定時器，A/D及D/A等，是MCS—96系列單片機中功能強大的一種，它的強軟件處理及高的運算處理速度，就非常適合高性能交流調頻調速系統的SPWM生成與輸出、調節器運算和數據處理用的核心器件使用。由于8098單片機高集成度、高性能價格和高抗干擾能力，它必將在、智能儀表、家用電器、計算機終端設備、汽車電子、人工智能、機器人、機電一體化以及傳統設備改造等廣泛的應用領域中大顯身手，充分發揮其優點。因此，它具有十分廣闊的應用前景。
交流調速系統中應用最廣、最有發展前途的是變頻調速技術。變頻調速技術是集電子、自動控制、微電子、電機學等一體的先進技術。它有結構簡單、運行可靠等優異的調頻性能和顯著的節能效果，因而正逐步取代直流調速技術，被廣泛應用于各個領域，是電氣傳動的發展方向。
自從微處理機出現后，國外在繞線型異步電動機串級調速、無換向器電動機調速、籠型異步電動機的矢量控制以及PWM技術方面，都已獲得重大突破與發展，進入工業應用階段。市場的大部分還是被國外公司所占據。因此，為了加快國內變頻調速系統的發展，就需要對國際變頻調速技術的發展趨勢和國內的市場需求有一個全面的了解。微型機功能的不斷提高以及電力電子技術、計算機控制技術的發展，電氣傳動領域出現以單片機為核心的數字控制系統。微型控制器的采用不僅極大地推動了作為研究熱點交流傳動的迅猛發展，也給直流傳動注入了新的活力，使電氣傳動進入更新的發展階段。為了使交流調速系統與信息系統緊密結合，同時也為了提高交流調速系統自身的性能，必須使交流調速系統實現全數字化控制。 
正是在這種前提下，我覺得基于8098單片機實現的SPWM變頻調速系統是個很值得研究的設計課題，所以我選擇了這個課題，為此我用了將近2個星期的時間搜集了大量關于本次設計的相關書籍和雜志。本次的設計任務由我1人設計完成，本人完成的是硬件設計，硬件電路用PROTEL 99SE繪制，在這里，我衷心感謝學院以及各位領導和老師對我們的一貫幫助及支持，并提出了許多寶貴的意見，在此表示忠心的感謝。
本次設計過程中參考了許多圖書和資料，在此表示感謝。
限于設計者自身的學識水平、時間和精力，本設計中難免有不妥和錯誤之處，懇請各位老師給予指正。