毕业设计论文实现用PWM脉冲发生器控制变频器

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1、毕业设计说明书（论文）序 言1第1章 课题分析与方案论证21.1课题任务分析21.2方案论证2第2章 硬件电路42.1主要芯片简介42.1.1 AT89C5142.1.2 PWM脉冲发生芯片SG352572.1.3 MM420变频器112.2 硬件接线与设计142.3 总体电路设计15第3章 软件设计173.1主程序173.2加速子程序设计183.3减速子程序设计19第4章 软硬件调试204.1软件调试204.2硬件调试224.3 结论24参考文献25致 谢26附录27附录硬件电路图27附录主程序源代码28第 34 页 共 29 页序 言自从单片机问世以来，在国外，它已广泛应用于自动控制、数据

2、采集和处理、家用电器等各方面，同时也渗透到其它各个科技领域。在国内，虽然起步较晚，但由于单片机价廉物美、功能强、体积小、使用灵活方便，得到发展越来越多的发展，尤其在工业过程控制、自动化仪器等领域得到广泛应用。对推动国家的工业现代化进程有着重大意义。现代工业中绝大部分的动力装置都是用电机来实现的，由于电机并不能自身对转速进行控制，在以前只能用机械装置对电机进行调速，随着机械调速装置在实际应用中暴露出来的噪音、能耗大以及易磨损、占用空间大、安装不便等问题，人们开始把目光投向了电子调速。本设计目的就是利用PWM脉冲发生芯片来制作变频器控制器，从来实现对电机的转速控制。作为机电系统设计的主要部分，变频

3、器已成为实现工业自动化的主要手段之一，在各种生产机械中有着广泛的应用。变频器的现代控制理论与技术的应用，全数字化控制技术、网络通信技术等的迅速发展，在分布式控制系统中担任及其重要的角色。电子控制器的设计可以是变频器实现电控化，能够进行远程控制，并且通过设计试验进一步了解MM420变频器的结构、使用方法和使用场合，掌握普通电参数电路的设计，学会电子控制器的软硬件设计和调试。本说明书共分为4章，第一章课题分析与方案论证；第二章对硬件进行了详细的说明；第三章对系统的软件进行了分析；第四章有选择地列举了软硬件在调试过程中出现的问题，并对问题作出了分析；。设计的最终成果是能通过按钮对电机的速度进行控制。

4、第1章 课题分析与方案论证1.1课题任务分析 本课题主要实现用PWM脉冲发生器控制变频器的目的。实验室现有的西门子变频器有一模拟量输入口，在该口输入0-10V的电压，变频器就可以输出不同频率的交流电，达到控制交流电机转速的目的，为此对于交流电机的转速控制只要将PWM脉冲信号与实验室现有的西门子变频器的模拟量输入口接通即可，而PWM脉冲由PWM脉冲发生芯片来获得。1.2方案论证 变频器电子控制器的设计可采用PWM脉冲控制和D/A控制两种方案，根据本课题任务书采用PWM脉冲控制方案，以下是变频器PWM脉冲控制硬件方案。方案一：在本控制器中利用AT89C51的P1.0口发出高低电平来控制TL494，

5、并且只用到了TL494的误差放大器I，故将误差放大器II的IN+（16脚）接地、IN-（15脚）接高电平。为保护TL494的输出三极管，经R3和R6分压，在4脚加接近0.3V的间歇调整电压。R4、R15和C2组成了相位校正和增益控制网络。在本控制器中振荡电阻和振荡电容分别取200k和0.1F。输出采用并取方式，取自发射级。整机电源取12V单电源。为了把脉宽变化的方波信号转换为大小变化的直流信号，通过电感L1以两电容C6和C7进行整流滤波，输出端接入到MM420变频器3号端口。方案二：在本控制器中利用AT89C51的P1.0口发出高低电平来控制SG3525的引脚2，引脚1经R3接地，因为1脚的电

6、位与输出脉冲宽度成反比，2脚的电位输出脉冲宽度成正比。13脚的偏置电压由基准电源输出端16脚提供，振荡定时电容C2为1.0uF，振荡定时电阻用4.7K，引脚10经电阻R6接地，软启动电容C3用1.0uF，11和14引脚为互补输出端，所以任选11引脚为输出端，为了把脉宽变化的方波信号转换为大小变化的直流信号，通过电感L1以两电容C6和C7进行整流滤波，输出端接入到MM420变频器3号端口。 综合比较，选择方案二，因为SG3525双个管输出，TL494适合驱动的场合它都适合,驱动场效应管性能和能力比TL494要优秀的多。SG3525内部的驱动输出管是高频的三极管,性能很好,导通和截止很迅速,输出端

7、的关断钳位电压低,还不用担心增加干扰。3525有一个直接保护保护控制而494没有，并且在软启动应用上3525比494好用。最终确定的整体方案框图如下：单片机AT89C51PWM脉冲芯片SG3525MM420变频器三相交流电机图1-1 整体方案框图 第2章 硬件电路下面先介绍涉及的硬件知识点，再说明各单元电路的设计方法，最后给出总体设计图。2.1主要芯片简介 2.1.1 AT89C51AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的

8、高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大AT89C51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领。AT89C51的引脚图如图2-1所示： 图2-1 AT89C51引脚图1.AT89C51各个引脚功能说明如下：（1）输入/输出引脚：P0口：在不接外部存储器与不扩展I/O时，可作为准双向的输入/输出口。在接有外部存储器或有扩展I/O口时，该口分时复用为低8位的数据总线和地址总线。 P1口的字节地址位90H，位地址为90H97H。P1口只能作为通用I/O口使用，是准双向口。当P1口作为输出口使用时

9、，已能对外提供推拉电流负载，外电路无需再接上拉电阻。当P1口作为输入口使用时，应先向锁存器写入“1”，使输出驱动电路的FET截止。P2口：P2口的字节地址位0A0H，位地址为0A0H0A7H。在实际应用中P2口用于为系统提供高位地址，。此外，P2口也可以作为通用I/O口使用，这时多路转接开关倒向锁存器Q端。P3口：除了作为准双向口使用外，还可以将每一位用于地二功能，而且P3口的每一条引脚都可以独立的定义为第一功能的输入输出或第二功能。其详细介绍如下表。表2-1 P3口线的第二功能端口引脚第二功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2INT0（外中断0）P3.3INT1

10、（外中断1）P3.4T0（定时计数器0外部输入）P3.5T1（定时计数器1外部输入）P3.6WR()（外部数据存储器写选通）P3.7RD()（外部数据存储器读选通） （2）控制线：ALE/PROG：地址锁存有效信号输出端。ALE在每个机器周期内输出两个脉冲。 PSEN：片外程序存储器读选通信号输出端，低电平有效。 RST/Vpd：该引脚为单片机的上电复位和掉电保护端。RST引脚是复位信号的输入端,复位信号是高电平有效。复位操作有上电自动复位和按键手动复位两种方式。 （3）主电源引脚：Vcc：接+5V电源正极（4）外接晶体引脚：XTAL1：接外部石英晶体的一端。它是一个反相放大器的输入端，这个放

11、大器构成了片内震荡器。当采用外部时钟时，对于HMOS单片机，该引脚接地；对于CHMOS单片机，该引脚作为外部震荡信号是输入端。XTAL2：接外部石英晶体的另一端。在单片机内部，它是片内震荡器的反相放大器的输出端。当采用外部时钟时。 2.主要性能参数：与MCS-51产品指令系统完全兼容4k字节可重擦写Flash闪速存储器1000次擦写周期全静态操作：0Hz24MHz三级加密程序存储器1288字节内部RAM32个可编程IO口线2个16位定时计数器6个中断源可编程串行UART通道低功耗空闲和掉电模式3.功能特性概述：AT89C51 提供以下标准功能：4k 字节Flash 闪速存储器，128字节内部R

12、AM，32 个IO 口线，两个16位定时计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。2.1.2 PWM脉冲发生芯片SG3525SG3525是电流控制型PWM控制器，所谓电流控制型脉宽调制器是按照接反馈电流来调节脉宽的。在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈的信号与误差放大器输出信号进行比较，从而调节占空比使输出的

13、电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。由于结构上有电压环和电流环双环系统，因此，无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高，是目前比较理想的新型控制器。1SG3525的内部结构及其引脚其原理图如图：图2-2 SG3525原理图图2-3 SG3525引脚图Inv.input(引脚1)：误差放大器反向输入端。在闭环系统中，该引脚接反馈信号。在开环系统中，该端与补偿信号输入端（引脚9）相连，可构成跟随器。Noninv.input(引脚2)：误差放大器同向输入端。在闭环系统和开环系统中，该端接给定信号。根据需要，在该端与补偿信号输入端（引脚9）之间接入不同类型的反馈网络，可以构成比例、比

14、例积分和积分等类型的调节器。Sync(引脚3)：振荡器外接同步信号输入端。该端接外部同步脉冲信号可实现与外电路同步。OSC.Output(引脚4)：振荡器输出端。CT(引脚5)：振荡器定时电容接入端。RT（引脚6）：振荡器定时电阻接入端。Discharge(引脚7)：振荡器放电端。该端与引脚5之间外接一只放电电阻，构成放电回路。Soft-Start(引脚8)：软启动电容接入端。该端通常接一只5 的软启动电容。Compensation(引脚9)：PWM比较器补偿信号输入端。在该端与引脚2之间接入不同类型的反馈网络，可以构成比例、比例积分和积分等类型调节器。Shutdown(引脚10)：外部关断信

15、号输入端。该端接高电平时控制器输出被禁止。该端可与保护电路相连，以实现故障保护。Output A（引脚11）：输出端A。引脚11和引脚14是两路互补输出端。Ground(引脚12)：信号地。Vc(引脚13)：输出级偏置电压接入端。Output B（引脚14）：输出端B。引脚14和引脚11是两路互补输出端。Vcc（引脚15）：偏置电源接入端。Vref(引脚16)：基准电源输出端。该端可输出一温度稳定性极好的基准电压。2.特点如下：（1）工作电压范围宽：835V。（2）5.1（1 1.0%）V微调基准电源。（3）振荡器工作频率范围宽：100Hz400KHz.（4）具有振荡器外部同步功能。（5）死区

16、时间可调。（6）内置软启动电路。（7）具有输入欠电压锁定功能。（8）具有PWM琐存功能，禁止多脉冲。（9）逐个脉冲关断。（10）双路输出（灌电流/拉电流）： mA(峰值)3.SG3525的工作原理SG3525 内置了5.1V精密基准电源，微调至 1.0%，在误差放大器共模输入电压范围内，无须外接分压电组。SG3525还增加了同步功能，可以工作在主从模式，也可以与外部系统时钟信号同步，为设计提供了极大的灵活性。在CT引脚和Discharge引脚之间加入一个电阻就可以实现对死区时间的调节功能。由于SG3525内部集成了软启动电路，因此只需要一个外接定时电容。SG3525的软启动接入端（引脚8）上通

17、常接一个5 的软启动电容。上电过程中，由于电容两端的电压不能突变，因此与软启动电容接入端相连的PWM比较器反向输入端处于低电平，PWM比较器输出高电平。此时，PWM琐存器的输出也为高电平，该高电平通过两个或非门加到输出晶体管上，使之无法导通。只有软启动电容充电至其上的电压使引脚8处于高电平时， SG3525才开始工作。由于实际中，基准电压通常是接在误差放大器的同相输入端上，而输出电压的采样电压则加在误差放大器的反相输入端上。当输出电压因输入电压的升高或负载的变化而升高时，误差放大器的输出将减小，这将导致PWM比较器输出为正的时间变长，PWM琐存器输出高电平的时间也变长，因此输出晶体管的导通时间

18、将最终变短，从而使输出电压回落到额定值，实现了稳态。反之亦然。外接关断信号对输出级和软启动电路都起作用。当 Shutdown（引脚10）上的信号为高电平时，PWM琐存器将立即动作，禁止SG3525的输出，同时，软启动电容将开始放电。如果该高电平持续，软启动电容将充分放电，直到关断信号结束，才重新进入软启动过程。注意，Shutdown引脚不能悬空，应通过接地电阻可靠接地，以防止外部干扰信号耦合而影响SG3525的正常工作。欠电压锁定功能同样作用于输出级和软启动电路。如果输入电压过低，在SG3525的输出被关断同时，软启动电容将开始放电。此外，SG3525还具有以下功能，即无论因为什么原因造成PW

19、M脉冲中止，输出都将被中止，直到下一个时钟信号到来，PWM琐存器才被复位。2.1.3 MM420变频器1. 变频器简单介绍MICROMASTER420变频器是用于控制三相交流电动机速度的变频器系列.本系列有多种型号,从单相电源电压,额定功率120W到三相电源电压,额定功率11KW可供用户选用。本变频器由微处理器控制，并采用具有现代先进技术水平的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）作为功率输出器件。因此，它们具有很高的运行可靠性和功能的多样性。其脉冲宽度调制的开关频率是可选的，因而降低了电动机运行的噪音。全面而完善的保护功能为变频器和电动机提供了良好的保护。其主要技术数据如下表所示：表 2-2 变频器

20、参数 输入电压和功率范围1 相 AC 200240 （110%） V 0.123KW3 相 AC 200240 （110%） V 0.125.5KW3 相 AC 380480 （110%） V 0.3711KW输入功率0.7输出频率4763 HZ功率因数0650 HZ变频器效率96%97%过载能力1.5倍额定输出电流，60s（每300s一次）投运电流小于额定输入电流控制方式线形U/f，二次方U/f（风机的特性曲线），可编程U/f，磁通电流控制（FCC）PWM频率216KHZ（每级调整2KHZ）固定频率7个， 可编程跳转频率4个， 可编程频率设定值的分辨率0.01HZ，数字设定；0.01HZ，串

21、行通信设定；10位，模拟设定数字输入3个完全可编程的带隔离的数字输入；可切换为PNP/NPN模拟输入1个，用于设定值输入或PI输入（010V），可标定；可作为第4个数字输入使用继电器输出1个，可组态为30V直流5A（电阻负载）或250V交流2A（感性负载）模拟输出1个，可编程（020mA）串行接口RS232，RS485电磁兼容性可选用EMC滤波器，符号EN55011A级或B级标准制动直流制动，复合制动保护等级IP20工作温度范围10到+502. 工作原理根据电工学上所介绍的知识，我们知道三相异步电动机的转速计算公式为：n=60f/p(1-S)式中 f电源的频率，HzP电动机的磁极对数S转差率由

22、上面的计算公式我们可以看出，通过改变电源的电压频率，调节转差率S,改变电动机的磁极对数P，均可以实现对交流电动机的速度调节。但在本次的设计中，电动机已经选定，故我们不可能再改变它的磁极对数和转差率。此次设计的电动机转速控制就要依据此理论，利用变频器调节输入电动机电源的频率，这样就可以达到实时调节的目的。3.MM420 ( MICROMASTER420)系列变频器的特点（1）易于安装（2）易于调试（3）牢固的EMC设计（4）可由IT（中性点不接地）电源供电（5）对控制信号的响应是快速和重复的（6）参数设置的范围广，确保它对广泛的应用对象进行配置（7）电缆连接简便（8）采用模块化设计，配置非常灵活

23、（9）脉宽调制的频率高，因而电动机运行的噪音低（10）详细的变频器状态信息和信息集成功能（11）有多种可选件共用户选用：用于PC通讯的通讯模块，基本操作面板（BOP），高级操作面板（AOP），用于进行现场总线通讯的PROFIBUS通讯模块4.性能特征（1）磁通电流控制（FCC），改善了动态响应和电动机的控制特性（2）快速电流限制(FCL)功能，实现正常状态下的无跳闸运行（3）内置的直流注入制动（4）复合制动功能改善了制动特性（5）加速/减速斜坡特性具有可编程的平滑功能（6）具有比例，积分（PI）控制功能的闭环控制(7)多点V/f特性5.保护特性(1)过电压/欠电压保护(2)变频器过热保护(3)

24、接地故障保护(4)短路保护(5)I2t电动机过热保护(6)PTC电动机保护2.2 硬件接线与设计2.2.1 PWM脉冲芯片电路设计PWM脉冲芯片电路主要是为了输出波形好的PWM脉冲，输入给变频器的3脚，从而来控制交流异步电动机的转速。图为所设计的电路：图2-4 PWM脉冲芯片电路图1COM和-V脚设计说明13775045016在开环系统中，SG3525芯片1脚与补偿信号输入端（引脚9）相连，可构成跟随器。2+V脚设计说明由于人为改变SG3525 的1脚或2脚电位, 即可改变输出脉冲宽度, 完成对输出脉宽的控制。因为1脚电位与输出脉冲宽度成反比,而2脚电位与输出脉冲宽度成正比，而1脚已与9脚构成

25、跟随器，所以通过改变2脚的电压来改变输出脉冲的宽度，从而实现对输出电压的控制。25,6,7脚设计说明2.10脚外部关断信号设计说明该端接高电平时控制器输出被禁止，所以要通过电阻接地，使该端处于低电平状态，确保信号的输出。2.1其它引脚设计说明2.2.2 单片机AT89C51电路设计该电路中主要是设计的单片机的外部的晶振电路，复位电路，为软件设计加减速时提供下降沿脉冲的外部中断电路。图为所设计的电路4.4单片机的复位电路图4-2复位电路在系统运行的过程中，有时可能对系统需要进行复位，为了避免对硬件系统经常加电和断电造成的损害，设计了的复位电路。如图4-2所示。这种电路的设计，在系统的运行过程中需

26、要复位时，只需使开关闭合，在RST端就会出现一定时间的高电平信号，从而使单片机实现复位。4.5单片机系统的晶振电路单片机必须在时钟的驱动下才能进行工作。MCS-51系列单片机内部都有一个时钟振荡电路，只需外接晶振源，就能产生一定频率的时钟信号送到单片机的内部的各个单元，决定单片机的工作速度。图4-3就是内部时钟工作方式的电路图，这是一种常用的方式。这种方式是外接振荡源，本设计就采用这种外接晶振的方法。图4-3单片机内部晶振电路连接图4.5单片机系统外部中断电路运行时，P3.1口处于低电平状态，当按下钮子开关时，S1断开，+5V电源，电阻R1，P3.1构成回路，P3.1口处于高电平状态。松开钮子

27、开关后，P3.1口又处于低电平状态，一次下降沿脉冲完成。P3.2口下降沿脉冲完成过程与P3.1一样。其中R1选5.1K。2.3 总体电路设计在PWM脉冲芯片SG3525中1脚电位与输出脉冲宽度成反比,而2脚电位则与输出脉冲宽度成正比.所以可通过改变1脚或2脚的电压来控制输出脉冲的宽度。在本设计中采用的是改变2脚的电压来控制输出的。图为所设计的总体电路。图2-5 总体电路图 第3章 软件设计软件的设计是设计控制系统的应用程序。其任务是在整体设计和硬件设计的基础上，确定程序结构，分配内RAM资源，划分功能模块，然后进行主程序和各模块程序的设计，最后连接起来成为一个完整应用程序，与硬件相结合完成相应

28、功能。主程序的组成是通过分别调用各子程序组成总体系统功能，能很直观的看出主程序所要完成的功能，首先是初始化各模块，之后调用各子程序，初始化部分主要有初始化一些寄存器和标志位等。3.1电机加减速程序设计3.1.1主程序 主程序流程图如图3-1所示。从下面主程序看出，主程序的组成是通过分别调用各子程序组成总体系统功能，能很直观的看出主程序所要完成的功能，首先是初始化各模块，之后调用加速的子程序，调用减速的子程序，最后又转到主程序来回循环。初始化部分主要有初始化一些寄存器、标志位等。寄存器的初始化主要是初始化执行程序时用到的部分RAM空间，防止程序执行时带来混乱。标志位初始化是对打开中断专设的位标志

29、，初始化过程中标志位ea， ex0，ex1， it0， it1全部置1，即外部中断0，外部中断0都打开，且以低电平脉冲方式触发。主程序的为P1.0输出PWM波，先赋相同的值给两寄存器R1，R2，然后P1.0输出低电平，低电平宽度延时，延时长为R1中的值，再P1.0输出高电平，高电平宽度延时，延时长为R2中的值。这样就得到了P1.0输出的PWM波。开始初始化外部中断INT0标志位初始化外部中断INT1标志位寄存器初始化P1.0输出低电平低电平宽度延时P1.0输出高电平高电平宽度延时图3-1 主程序流程图3.1.2加速子程序加速子程序的设计实际上就是增大输出电压，也就是增大脉宽延时或减小脉间延时，

30、所以只要增加R2的值或减小R1的值即可。而本加速程序是在增加R2的值同时减小R1的值，这样程序框图设计如下：加速中断入口R1值加1R2值减1返回主程序图3-2 加速中断图3.1.3减速子程序减速子程序的设计实际上就是减小输出电压，也就是减小脉宽延时或增大脉间延时，所以只要增加R1的值或减小R2的值即可。而本加速程序是在增加R1的值同时减小R2的值，这样程序框图设计如下：加速中断入口R1值加1R2值减1返回主程序图3-3 减速中断图3.2电机转速定时程序设计设计要求：在数控车床中，加工某一零件时，首先用车刀粗加工零件，主轴电机转速400r/min，时间约为12分钟45秒，然后再精加工零件，主轴电

31、机转速为1000 r/min，时间约为1分40秒，最后由切断刀切断工件，主轴转速为200 r/min，时间约为4分24秒。利用变频器控制三相异步交流电机转速来仿真上述车床加工工件是主轴电机的转速的过程。相关参数计算：在上面电机加减速设计硬件调试过程中，可以通过改变单片机产生高低电平的延时，来为SG3525的2脚提供一个可变的模拟电压，从而改变SG3525输出电压的大小。经最终实验结果确定，在给SG3525加上20V电源后，单片机给SG3525输入0-5V电压，SG3525可以0-10V的输出电压，刚好在变频器所需要的电压范围之内。所以通过以上的设计要求，可以算出单片机产生高低电平的延时比，以及

32、定时时间。当变频器3口接入10V电压时，电机的转速最大，最大转速为1450 r/min变频器输入电压的大小即SG3525输出的电压为U1，单片机输出给SG3525的电压为U2，单片机产生高低电平的延时比为a/b（假设a+b=100）。粗加工时， 由得由得由得，则定时长该设计中使用定时器0以工作方式2定时。而该定时方式最大定时时间为131ms，远小于765s，所以采用定时器和寄存器循环累加定时，当使用一个寄存器累加时，定时时长最长为所以因使用两个寄存器循环累加的方法，则此时定时时长最长为所以第2个寄存器的累加次数应为精加工时， 由得V由得V由得，则定时长该设计中使用定时器0以工作方式2定时。而该

33、定时方式最大定时时间为131ms，远小于765s，所以采用定时器和寄存器循环累加定时，当使用一个寄存器累加时，定时时长最长为所以因使用两个寄存器循环累加的方法，则此时定时时长最长为所以第2个寄存器的累加次数应为切断加工时， 由得由得由得，则定时长该设计中使用定时器0以工作方式2定时。而该定时方式最大定时时间为131ms，远小于765s，所以采用定时器和寄存器循环累加定时，当使用一个寄存器累加时，定时时长最长为所以因使用两个寄存器循环累加的方法，则此时定时时长最长为所以第2个寄存器的累加次数应为第4章 软硬件调试单片机系统经过总体设计，完成了硬件和软件设计开发。通过软件和硬件相结合系统即可运行。

34、但编制好的程序或焊接好的线路不能按预计的那样正常工作是常见的事，经常会出现一些硬件、软件上的错误，这是软件和硬件开发者经常遇见的，这就需要通过调试来发现错误并加以改正。调试可分为硬件调试和软件调试。本设计系统的已经在PC机上用模拟开发软件进行了检测和调试，并运行成功，最后进行实物图的硬件组装与调试，这样就给开发者在提供了方便。4.1软件调试本设计是用Wave软件调试的，完全用仿真软件在PC机上程序进行检测和调试。调试过程中单片机运行状态、各寄存器状态、端口状态等都可以在指定的窗口区域显示出来，以确定程序运行有无错误。目标程序纠错：该阶段工作通常在目标程序编辑时就完成。一般来说，仿真软件能为用户

35、输入的程序指令纠错，包括书写格式、标号未定义或多重定义、转移地址溢出等错误。整体程序调试：即把各子程序整体连起来进入到综合电路调试，看是否能实现预计的功能显示。在这阶段若发生故障，可以考虑各子程序在运行时是否破坏现场，数据缓冲单元是否发生冲突，标志位的建立和清除在设计上是否失误，堆栈是否溢出，输入输出状态是否正常等。用软件模拟器调试不需任何在线仿真器，也不需要用户样机，直接就可以在PC机上开发和调试。调试和修改完毕后可以直接使用编程器将软件固化在目标系统ROM中，然后投入运行。软件调试过程如下图：图4-1 软件调试过程图图4-2 软件调试过程图图4-3 软件调试过程图4.2硬件调试焊接电路板如

36、图4-4所示单片机应用系统的硬件调试和软件调试是分不开的，许多硬件故障在软件调试时才能发现，但通常要先排除系统中明显的硬件故障。调试工作可以分为五步：线路检查：根据硬件逻辑设计图，仔细检查样机线路是否连接正确，并核对元器件的型号、规格和安装是否符合要求，必要时可用万用表检测线路通断情况。电源调试：样机的第一次通电测试很重要，若样机中存在电源故障，则加电后将造成器件损坏。调试的方法有两种：一种是断开样机稳压电源的输出端，检查空载时电源工作情况；另一种是拔下样机上的主要集成芯片，检查电源的负载能力（用假负载）。确保电源无故障并性能符合设计要求。通电检查：在确保电源良好前提下，接通电源。最好在电源与

37、其余电路之间串接一个电流表。若接通后电流很大，必须立即切断电源。电源大得超出正常范围，说明电路中有短路或故障。通电检查的主要目的是看系统是否存在短路或由元器件损坏、装配错误引起的电流异常。检查芯片的逻辑关系是否出错：加电后检查各芯片插座上相关引脚的电位，仔细测量相应的输入输出电平是否正常。单片机系统大都是数字逻辑电路，使用电平检查法可首先查出逻辑设计是否正确，选用器件和连接关系是否符合要求等。 调试变频器及电机：先手动设置变频器的参数，确定P0010=1; P0100=0; P0700=2;P1000=2;P1080=5HZ;P1082=50HZ;P1120=10s;P1121=10s;P39

38、00=1，将SG3525的14脚的电压输入到变频器的3输入端，按动电路板上的加减速按钮，观察电机的转速变化是否达到预想的要求。图4-4 焊接电路板图4.3 结论硬件系统关系到所要设计的电子产品好坏，如系统抗干扰性等，所以要合理的安排尽量减少干扰提高性能。单片机是很容易受干扰的控制器，当采用外部晶振时，应尽量让其靠近单片机减少对其干扰，防止程序乱飞现象。同时还可以采用隔离等方式减少干扰，硬件系统设计的好坏很大部分来源于经验，所以我们要有动手的好习惯。软件设计是核心部分，具有多样化，灵活性高，易移植等优点，要深深理会各指令的含义才能更加熟练应用，中断的合理利用可以减少CPU利用资源，具有执行效率高

39、等优点，本设计用到定时器中断以减少对CPU的占用，更好的处理其他功能。软件的设计大部分采用模块化设计的方法以方便调试，并使其可读性大大增强，方便更改和移植。在这次设计中我学到了很多，也发现了自己的不足，也难免有错误之处，敬请提出！参考文献1 李广弟，朱月秀，冷祖祁.单片机基础（第3版）M.北京：北京航空航天大学出版社，2010.2 徐爱钧，彭秀华.单片机高级语言C51应用程序设计.北京：电子工业出版社，1998.3 王幸之等.单片机应用系统抗干扰技术M.北京：北京航空航天大学出版社，1999.4 何立民.单片机高级教程M.北京：北京航空航天大学出版社，2007.5 喻士林.电气传动自动化技术手

40、册M.北京:机械工业出版社,1991.6 刘茂荣.三相PWM产生器SA8282在静止逆变电路中的应用J.电力电子技术,1999,33(5). 7 范小波等.一种基于C8051单片机的SPWM波形实现方案J.硬件纵横，2002（9）：15-17.8 杨龙兴.机电系统设计与微机控制M.校印版，2006.9 柳新春.变频器在经济型数控机床上的应用J.变频器世界，2006（3）.10李方圆.变频器自动化工程实践M.北京：电子工业出版社，2007.11赵承利.Protel DXP电路设计(基础案例篇)M.北京：中国铁道出版社，2009.12王勇，李若谷，胡启明.Protel 99 SE实战100例M.北

41、京：电子工业出版社，2010.致 谢不知不觉，毕业设计结束了。我的毕业论文已整理完毕，电路调试进展良好。毕业设计的完成意味着我的大学学习生活即将结束，从此我将进入一个新的人生旅途、开始一段崭新的生活工作。在此，我衷心地感谢所有在我做毕业设计期间帮助过我的人。 首先我要感谢杨龙兴教授的大力帮助和支持。在整个设计过程当中，为我的毕业设计带来了很大方便。同时在我完成毕业设计的过程中提供了很多指导性的意见，使我受益匪浅。在此，我衷心感谢老师给予我的帮助和教育。此外，还要衷心感谢其他所有对本课题的研究和论文撰写有过帮助的同学。最后，我要感谢我的母校江苏技术师范学院，在校期间，这里给我留下了美好的回忆。特

42、别是在我即将踏上工作岗位的同时，毕业设计整个过程给了我这样一个锻炼的机会，使我加深了对以前知识的理解和巩固，拓宽了知识面，也提高了我对所学知识的综合应用能力。祝愿母校的将来更美好！附录附录硬件电路图附录主程序源代码output equ p1.0org 0000hajmp main ；开始并初始化org 0003h ；加速中断INT0ajmp int0org 0013h ；减速中断INT1ajmp int1org 0030h主程序main:setb ea ；中断总允许 setb ex0 ；允许外中断INT0setb ex1 ；允许外中断INT1setb it0 ；为脉冲触发方式，下降沿有效set

43、b it1 ；为脉冲触发方式，下降沿有效mov r1,#50 ；寄存器R1赋值mov r2,#50 ；寄存器R2赋值loop:clr output ；P1.0口置低电平mov a,r1 ；脉间延时长赋值call delay ；低电平延时setb output ；P1.0口置高电平mov a,r2 ；脉宽延时长赋值call delay ；高电平延时ljmp loop ；返回循环delay:mov r0,#0dloop:djnz r0,dloopdjnz acc,dloopret ；子程序返回加速子程序int0:inc r1 ；脉间加1 dec r2 ；脉宽减1 reti ；中断返回减速子程序int1:dec r1 ；脉宽加1 inc r2 ；脉间减1 reti ；中断返回end