电力拖动运动控制系统 教学课件 作者 丁学文 第9章.pptVIP

计算机控制的电力拖动运动控制系统 第九章 8XC196MC/MD单片机 逆变电 路 键盘显示接 口 A/D LED 键盘 电流电压测量 M 3~ 图9-13 单片机8XC196MC/MD实现的交流电机变频调速原理简图 2. 单片机8XC196MC/MD实现的交流电动机变频调速 8XC196MC/MD非常适合交流电动机控制，它将微处理器与三相波形发生器集成到单一芯片内，使得控制器硬件设计更为简洁。图9-13示出了一个使用196MC/MD构建的速度开环异步电动机变频调速系统。 3.电机控制专用TMS320C2xx 数字信号处理器 由TI公司推出的TMS320C2xx是为满足数字电机控制（DMC-digital motor control）而设计的专用DSP，兼有DSP的运算速度高和单片机的控制能力强双重特点，内部集成有为电动机控制所必需的外围设备，可以实现直流电动机、异步电动机（PWM控制和矢量控制）、永磁同步电动机、无刷直流电动机、开关磁阻电动机、步进电动机等的数字控制。 (1)TMS320C24x C240是C24x系列中的第一个标准芯片，它的主要特点是： 具有32位中央算术单元(CALU)与32位的加法器，16位×16位并行乘法器，可以实现单指令周期的乘法运算。 片内有544字节的16位双端口数据/程序RAM，有16K字节的16位的PROM或者E2PROM。 直接产生PWM信号。有3种方式产生PWM信号：由定时器形成3路PWM信号，或者由全比较器形成6路PWM信号，或者由半比较器形成3路PWM信号。这其中，由半比较器形成的3路和全比较器形成的6路可以供三相逆变桥PWM控制用。 集成有2个独立的10位A/D转换器，并且经过内部的多路转换器实现对16路模拟信号采样。 有1路同步串行接口与1路异步串行接口，可以直接通过具有串行接口的芯片采集数据，也可以与上位机通讯。 有一个实时中断(RTI)看门狗(WatchDog)定时器模块。 (2)TMS320C24xx 这里仅简介TMS320C2407A的特点： 和240一样，是16位DSP，具有32位中央算术单元(CALU)与32位的加法器，16位×16位并行乘法器，可以实现单指令周期的乘法运算。 16通道10位A/D转换器，最快A/D转换时间375ns。 3.3V工作电压，单指令周期最短为25ns（40MHz），最高运算速度可达40MIPS。低功耗有利于电池供电，高速度非常适合于电动机的实时控制。 片内集成了32K字的FLASH程序存储器，2K字的单口RAM，因而该芯片可方便地用于产品开发。具有可编程的密码保护，用来维护知识产权。 8个16位PWM输出通道，具有可防止上下桥 臂直通的可编程死区功能。 1个能快速封锁输出的外部引脚 ， 1个增量式光电编码器接口，2个专用于电 动机控制的事件管理器(EV)，3个捕捉单元。 可编程看门狗功能，保证程序运行的安全性。 CAN2.0B接口模块。 串行接口SPI和SCI模块。 1149.1-1990 IEEE标准的JTAG仿真接口， 可在线编程与仿真。 (3)TMS320C28x TMS320C28x（F2810，F2812）系列是TI公司新推出的DSP高端芯片，是目前市场上最先进、功能最强大的32位定点芯片，它既具有强大的数字信号处理能力，又有强大的事件管理能力和嵌入式控制功能，特别适合于有大批量数据处理的测控场合，如工业自动化控制、电力电子技术应用、智能化仪表以及电机的伺服控制等，它的主要特点是： 150MHz时钟（时钟周期6.67ns）；低功耗（核心电压1.8V，I/O口电压3.3V）；Flash编 程电压3.3V。 高性能的32位中央处理器；16位×16位和32位×32位乘且累加操作；哈佛总线结构。 片内存储器：8K×16位的Flash存储器；二块4K×16位的单口RAM，一块8K×16位的单口RAM，二块1K×16位单口RAM。 电机控制外围设备：二个事件管理器，与C240兼容的器件。 16通道12位ADC，单路转换时间60ns，2×8通道输入多路选择器，二个采样保持器。 串口外围设备：串行外设接口(SPI)，二个串行通讯接口(SCIs)，改进的控制器局域网络(eCAN)。 高级的仿真特性，JTAG扫描控制。 9.3.2 专用集成电路ASIC (Application-Special Integrated Circuit) 1. 概述 专用集成电路是指为某种特殊用途而专门设计和构造的集成电路。随着超大规模集成技术的发展，为了提高性价比，允许用户参与设计，以