基于87C196MC交流调速系统主电路硬件的设计与开发

前言

科技的进步需要技术不断的提升。一块大而复杂的模拟电路花费了您巨大的精力，繁多的元器件增加了您的成本。而现在，只需要一块几厘米见方的单片机，就可以使您以前的电路简单很多。

INTEL公司的新一代高性能16位微处理器8XC196MC，除了具有16位CPU的通用功能外，其独特的事件处理阵列EPA和SPWM波形直接输出功能可很好地解决以上矛盾。EPA可以直接处理转速反馈脉冲，加上SPWM的波形直接输出功能，既简化了硬件，又大幅度提高了性能。另外，其PTS功能可极大地提高电流环的快速性。

我觉得基于87C196MC交流调速系统主电路硬件的设计与开发是个很值得研究的设计课题，所以我选择了这个课题，为此我用了将近2个星期的时间搜集了大量关于本次设计的相关书籍和杂志。

本设计以87C196MC系列单片机为主体芯片，六路三相互补的SPWM信号为输出，系统地介绍了87C196MC单片机的发展概况和基本结构、工作原理，以及单片机的开发应用等方面的内容，使它的电机控制这一特点显得更加突出。

由于设计者的学识有限，本设计中难免有不妥和错误之处，恳请各位老师给予指正。

目录

前言 1

目录 2

第一章  绪 论 4

1.1   课题背景及意义 4

1.2   论文的内容及安排 4

第二章   单片机的基本结构与工作原理 6

2.1  8XC196MX系列的单片机总体结构 6

2.1.1  8XC196MC的主要结构与功能 6

2.1.2  8XC196MX的应用 7

2.2  87C196MC的简要介绍 7

2.3  87C196MC单片机的I/O口 9

2.4  中断系统和外围实践服务器 10

2.5  事件处理器阵列EPA 11

2.6  87C196MC片内波形发生器WFG简介 12

2.6.1  波形发生器的专用寄存器 12

2.6.2  波形发生器的基本工作原理 13

2.7  A/D转换器 14

2.8  单片机的最小系统 14

第三章   Protel 99 SE应用设计及硬件设计 16

3.1   Protel 99 SE 的特点 16

3.2   电路原理图的设计及流程 16

3.3   PCB入门 17

3.4   网表输入 17

3.5   规则设置 18

3.6   元器件布局 18

1.  手工布局 18

2.  自动布局 18

3.7  布线 18

1. 手工布线 19

2. 自动布线 19

3.8   印制电路板的设计 19

1.  印刷电路板设计的主要步骤； 19

2.  设计的完善 19

3.9   检查 20

3.10  复查 20

3.11  设计输出 20

3.12  注意事项 21

第四章 硬件设计 22

4.1  交流电机调速概论工作原理 22

1  交流电机工作原理 22

2  异步电动机调速特性： 22

3  异步电动机的控制原则 22

4.2  变频器的基本结构 22

1  变频调速的种类 23

2  变频调速系统SPWM控制模式 23

3  SPWM逆变电路的控制方法 24

4.3  硬件设计 24

4.3.1  电路的基本连接 24

4.3.2  硬件电路设计图 28

第五章  结论 37

5.1  设计的总结 37

5.2  展望 37

致  谢 39

参考文献 40