87C196MC单片机最小系统单板电路模板的设计与开发

摘要

随着变频调速以及微机控制技术的发展，Intel 8XC196MC系列单片机应用越来越广泛。8XC196MC是由美国著名的Intel公司与1992年推出的最新一代单片机，它的主要优点之一就是具有一个三相波形发生器（WFG），可以方便地产生三对对称的SPWM波形，适合于特别适宜于交流电机的控制，同时，它具有性能高，功能全，用户使用方便等特点，尤其是高速的处理能力和对交流电的特殊应用，因此它必将在我国的智能领域控制广泛应用，也将带来可观的经济效益。

本调速系统的控制芯片采用Intel公司专门为电机控制而设计的高性能微处理器中的一种87C196MC，利用该处理器中的片内波形发生器WFG直接用软件产生三相正弦脉宽调制波。

本文主要研究内容包括：详细论述了基于87CI96MC单片机控制的SPWM的算法构成、波形发生器有关参数的计算及相关寄存器、死区时间的设置等。在此基础上，完成波形生成的软件设计，并编写出完整的程序。

关键词：三相波形发生器  正弦波脉宽调制  交流电机  变频调速

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 5

第二章  单片机的基本结构与工作原理 5

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WG简介 11

2.6.1  波形发生器的专用寄存器 11

2.6.2  波形发生器的基本工作原理 12

2.7  A/D转换器 13

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 14

3.1  Protel 99 SE 的特点 15

3.2  电路原理图的设计及流程 15

3.3  PCB入门 16

3.4  网表输入 16

3.5  规则设置 17

3.6  元器件布局 17

1. 手工布局 17

2. 自动布局 17

3.7  布线 17

1. 手工布线 17

2. 自动布线 18

3.8  印制电路板的设计 18

1. 印刷电路板设计的主要步骤； 18

2. 设计的完善 18

3.9  检查 19

3.10  复查 19

3.11  设计输出 19

第四章 硬件设计 19

4.1  交流电机调速概论工作原理 20

1  交流电机工作原理 20

2  异步电动机调速特性： 20

3  异步电动机的控制原则 20

4.2  变频器的基本结构 20

1  变频调速的种类 21

2  变频调速系统SPWM控制模式 21

3  SPWM逆变电路的控制方法 21

4.3  硬件设计 22

4.3.1. 电路的基本连接 22

4.3.2  硬件电路设计图 26

第五章  结论 32

5.1  设计的总结 32

5.2  展望 33

致  谢 34

参考文献 35