三相正弦变频电源的软件设计论文 - 图文(5)

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主程序流程图如图4.2所示：

开 始 系统初始化 按键选择 Up键 Down键 Run/stop键 输出频率加1 输出频率减1 否 运行状态？ 设置相关寄存器 设置相关寄存器 是 关T12中断 关 T3中断 开T12中断 开 T3中断 显示结果

图4.2 程序流程图

主程序除了一些初始化设置外，整个处在一个大循环中，判断按键状态从而做出相应的响应。当变频电源处于工作状态时，按下开关键，电源停止工作；按频率增加键，输出频率以1为步长增加；按频率减小键，输出频率以1为步长减小。当电源处于停止状态时，按下开关键，电源开始工作；按频率增加键或频率减小键，系统都不会响应。当电源工作并且A/D转换不工作时，系统不停地计算输出线电压有效值，并对输出电压进行PI控制，以使输出线电压稳定在36V。电源工作时，每隔一段时间计算各相电流的有效值，单片机据此对电路进行过流保护、负载不对称和缺相保护。LCD则根据计算的电压、电流值自动更新显示。

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4.2.2中断程序

其中，T12、T3中断服务程序流程图分别如图4.3、4.4所示

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进入T12中断 计算A/D转换后的有效值 计算电压偏差e（k） e（k）=Ug 对e（k）的增量进行PID运算 查正弦表，并利用计算 结果修正调制度 将修正结果送入T12寄存器 输出SPWM信号 中断返回 图4.3 T12中断服务程序流程图

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进入中断 启动A/D转换器 对六路反馈信号进行采集存储 中断返回

图4.4 T3中断程序流程图

XC164中的T12计时器按中心对齐方式进行计数，其效果相当于在单片机内部产生了一个三角波，同时，三个正弦指针分别以输出频率从正弦表中读取正弦值，得到的正弦值乘以调制度后赋给寄存器CC60SR，该寄存器与T12计时器相比较，一旦匹配，单片机输出电平翻转，否则保持不变，这样SPWM脉冲就产生了。当程序进入T12中断时，转到T3中断程序，启动A/D转换器，对六路反馈信号进行采集存储，程序由T3返回到T12，对A/D转换后的有效值进行计算，计算电压偏差

Ue（k）e（k）=g，对e（k）的增量进行PID运算，查正弦表，并利用计算结果修正调制度，将修正结果送入T12寄存器存储，输出SPWM信号，中断返回。 4.2.3 SPWM的编程实现

SPWM脉冲是由XC164单片机内部的CAPCOM6实现的。T12中断程序用三相正弦波共同调制一个三角波，三相SPWM脉冲产生的软件实现基本一致，因此，下面以任意一相SPWM脉冲产生的流程图（如图4.5所示）为例进行说明，其流程图如下：

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开 始 是 θ < 否 θ?θ-180° 比较寄存器?1000+Msinθ 比较寄存器?1000-Msinθ θ?θ+△θ 否 θ>360° 是 θ?θ-180° 结 束 图4.5 SPWM脉冲产生流程图

首先，对CAPCOM6内部的T12计时器进行初始化设定：

CCU6_T12=0; //首先将T12的计数器值赋0

CCU6_T12PR=1999; //将T12的最大计数值设为1999 CCU6_T12MSEL=0x0333; //激活三个通道，选用比较模式

CCU6_T12DTC=0x073f; //使能死区时间控制，最大死区时间定为1.5us CCU6_TCTR0=0x0080; //计数采用中心对齐模式，fT12?fcc6

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CCU6_ISR=0xffff; //中断状态清零 CCU6_IEN=0x0040; //使能T12OM中断 CCU6_T12IC=0x015f; //中断级别设为7

CCU6_CC60SR=1000; // 分别给三个比较寄存器赋1000 CCU6_CC61SR=1000; CCU6_CC62SR=1000;

CCU6_TCTR4=0x0040; //使能影子转移 CCU6_TCTR4=0x0002; //T12开始计数

其中，T12的频率fT12等于系统频率。单片机外部晶振频率为8MHz，XC164内部的锁相环使该频率五倍频，即系统频率为40MHz，亦即fT12?40MHz。T12在一个计数周期内从0计数到1999，再从1999计数到0，共计数4000次。因此SPWM的频率

fpwm?40MHz4000?10kHz。

至于其它两相SPWM脉冲的产生，其差别只在正弦表指针上。在具体编程实现时，我们分别用正弦表偏移量SintabU、SintabV和SintabW来代替图3.4中的正弦角θ；对应于SPWM的频率fpwm?10kHz，应建立一个10000个点的正弦表，这样，正弦表里的一个点就相当于1Hz的频率，输出频率赋给输出步长。比如输出频率为50Hz时，正弦表取值就以步长50跳变。三个正弦表偏移量初始值设为：SintabU=0，SintabV=3333，SintabW=6666，以后，三个正弦表指针同步变化，即相当于三个正弦波相位两两相差120°。 正弦表的正弦值在-998到998之间变化，而三角波则在0到1999之间变化，因此写程序时给正弦值加了1000。另外，为节省单片机内存，建立正弦表时，只给出了前半周期（0到180°）的正弦值，后半周期的正弦值由程序算法实现，所以开始时首先判断相位的范围，若相位在后半周期，则需做相应的变换；若相位超过360°，则应先将相位减去360°。得到的正弦值乘以调制度后和三角波计数值做比较，一旦匹配，输出自动电平翻转，如此就产生了SPWM脉冲。

4.2.4 输出电压和电流有效值的计算

要实现电流过流和负载不对称或缺相电路保护需要知道输出电流有效值，要实现输出电压稳幅需要知道电压有效值，另外，LCD要显示电压、电流和功率也需要知道电压与电流值，因此在单片机的编程中输出电压和电流有效值的计算特别

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