196系列單片機(jī)在空調(diào)逆變器中的運(yùn)用
作者：岳玉靜
0 引言
隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，空調(diào)車、豪華車也進(jìn)入了新的發(fā)展階段�？照{(diào)逆變器是一種新型高效無污染“綠色”能源，其應(yīng)用前景非常廣闊。
SPWM技術(shù)是空調(diào)逆變器中主要的控制技術(shù)，要生成SPWM脈沖常采用兩種方法：一是由模擬電路生成；二是由單片機(jī)等數(shù)字電路生成。前者電路復(fù)雜，抗干擾性能差，有溫漂現(xiàn)象，系統(tǒng)可靠性和一致性低；數(shù)字方法則利用計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)計(jì)算，這樣系統(tǒng)一致性很高，沒用溫漂現(xiàn)象，同時(shí)調(diào)試工作量大大降低。INTEL公司推出的16位微處理器N87C196MC／MD是專為電機(jī)拖動(dòng)設(shè)置的低成本單片機(jī)芯片，片內(nèi)集成了一個(gè)3相波形發(fā)生器WFG(Wave Form Generator)，這一外設(shè)裝置大大簡化了產(chǎn)生SPWM波形的控制軟件和外部硬件，完成整套控制電路十分簡潔。
1 N87C1 96MC片內(nèi)波形發(fā)生器簡介
1．1 WFG的功能特點(diǎn)
N87C196MC片內(nèi)WFG有3個(gè)同步的PWM模塊，每個(gè)模塊包含一個(gè)相位比較寄存器、一個(gè)無信號(hào)時(shí)間發(fā)生器和一對(duì)可編程的輸出，即WFG可產(chǎn)生獨(dú)立的3對(duì)6個(gè)PWM波形，它們有共同的載波頻率、無信號(hào)時(shí)間和操作模式。一旦工作以后，WFG只要求單片機(jī)在改變PWM的占空比時(shí)對(duì)WG COMPX寄存器改變賦值即可。
WFG產(chǎn)生SPWM波形是在下列專用寄存器的控制下完成的。
a．雙向計(jì)數(shù)寄存器WG COUNT。16位雙向計(jì)數(shù)器是3對(duì)輸出信號(hào)的時(shí)基發(fā)生器。它的時(shí)鐘頻率是振蕩頻率處于2，每個(gè)狀態(tài)周期WG COUNT改變一個(gè)計(jì)數(shù)值。用戶可對(duì)WG RELOAD寄存器進(jìn)行寫操作，而它的值周期地裝入到計(jì)數(shù)器中。
b．重裝載寄存器WG RELOAD。該寄存器實(shí)際包含一對(duì)1 6位寄存器，當(dāng)讀或?qū)懺摷拇嫫鲿r(shí)，訪問的是WG RELOAD寄存器。寫到WG_RELOAD的值，被周期地(取決于操作方式)裝入到第二個(gè)寄存器。這后一個(gè)寄存器叫做計(jì)數(shù)器比較寄存器，它是WG_COUNT實(shí)際與之比較的時(shí)間寄存器。
c．相位比較寄存器WG_COMPx。共有3個(gè)(X=1，2，3)可讀寫的16位相位比較緩沖器。每一個(gè)相位比較緩沖器有一個(gè)關(guān)聯(lián)的比較寄存器，它的值與每次計(jì)數(shù)后的WG_COUNT相比較。這些寄存器不能直接被用戶訪問。
d．控制寄存器WG_CON。WG_CON是一個(gè)16位寄存器�？煽刂朴�(jì)數(shù)方式及產(chǎn)生3個(gè)10位無信號(hào)時(shí)間(deadtime)。利用無信號(hào)時(shí)間重裝載寄存器可以隨時(shí)改變無信號(hào)時(shí)間。
e．輸出控制緩沖寄存器WG_OUT�？捎糜谶x擇輸出引腳的輸出信號(hào)方式�？蓪�(duì)每個(gè)引腳獨(dú)立定義有效狀態(tài)。
1．2 WFG的基本工作原理
a．從功能上，WFG可分為3部分：時(shí)基發(fā)生器、相位驅(qū)動(dòng)通道和控制電路。
(1)時(shí)基發(fā)生器為PWM建立載波周期。該周期值取決于WG_RELOAD的值；
(2)相位驅(qū)動(dòng)通道決定PWM波形的占空比，共有3個(gè)獨(dú)立的相位驅(qū)動(dòng)通道，每一個(gè)通道有一對(duì)可編程輸出，每個(gè)相位驅(qū)動(dòng)器包含一個(gè)可編程的無信號(hào)時(shí)間發(fā)生器；
(3)控制電路包含一些用來確定工作模式和其它配置信息的寄存器。
