基于80C196MC交流调速系统控制电路的硬件设计与开发

论文编号:JD732   论文字数:20811,页数:48

前  言
    单片微型计算机的英语名称是Single-chip Microcomputer。众所周知，组成微型计算机离不开三要素：即中央处理单元、内存储器和输入输出接口。这三者之间由三条总线，即地址总线、数据总线和控制总线联系起来。而这三者都是相互独立成电路芯片。单片机不同，它是把这三者集中做在一块芯片上，可见，一片单片机的功能就相当于一台微型计算机的功能。本设计就是以80C196MC 单片机作为主控制芯片完成最小系统硬件设计和开发，课题要求能够输出六路三相互补的SPWM信号。随着微电子技术的快速发展及科技水平的提高，近二十余年来单片机微型计算机有了飞跃的发展。为了满足市场需求，世界上著名的集成电路芯片制造商纷纷推出各自的产品，其单片机型号已无法统计。
以美国著名的INTEL公司为例，早期推出的MCS—48系列单片机是一种功能较简单，寻址范围很有限的低能8位单片机，除了一些传统的应用领域（如键盘控制器）外，这类单片机已在很大程度上被稍后的MCS-51系列8位单片机所取代。在MCS-51系列单片机的内核8751/87C51的基础上，INTEL公司，PHILIPS公司，SIEMENS公司等很多大公司，纷纷推出了名目繁多的派生芯片，虽然在当时应用比较广泛，但是在一些比较复杂的系统中，它就显得力不从心了，不得不让位于16位单片机。　
MCS-96系列16位单片机特别适用于各类自动控制系统，如工业过程控制系统，伺服系统，分布式控制系统，变频调速电机控制系统等。还适用于一般的信号处理系统和高级智能仪器，以及高性能的计算机外部设备控制器和办公自动化设备控制器。这些系统通常要求实时处理，实时控制。INTEL公司的8XC196MC系列16位单片机是目前应用最广泛的一种。8XC196MC单片机集合了INTEL16位单片机的所有特性，是196系列单片机中功能最强大的一种，它的三相波形发生器，就非常适合交流电机控制。由于8XC196MC单片机完善而卓越的性能，它必将在、智能仪表、家用电器、计算机终端设备、汽车电子、人工智能、机器人、机电一体化以及传统设备改造等广泛的应用领域中大显身手，充分发挥其优点。因此，它具有良好的发展前景。
目前，国内变频调速系统的研究也非常活跃，但是在产业化方面还不是很理想，市场的大部分还是被国外公司所占据。因此，为了加快国内变频调速系统的发展，就需要对国际变频调速技术的发展趋势和国内的市场需求有一个全面的了解。随着计算机技术的发展，无论是生产还是生活当中，人民对数字化信息的依赖程度越来越高。如果说计算机是大脑，网络是神经，那么电机传动系统就是骨骼和肌肉。它们之间的完美结合才是现代产业发展方向。为了使交流调速系统与信息系统紧密结合，同时也为了提高交流调速系统自身的性能，必须使交流调速系统实现全数字化控制。 
另外，随着大功率开关器件制造技术和计算机技术的迅猛发展，交流电机的变频调速在一般工业领域以至许多民用领域中已得到广泛应用。在节能、减少维修、提高产品产量及产品质量等方面都取得了明显的经济效益。目前，高性能交流调速系统的研究和开发已引起各国学者的高度重视，而所用微处理器、功率器件及产生SPWM波的方法是影响变频器性能好坏的直接因素。
正是在这种前提下，我觉得基于80C196MC交流调速系统控制电路的硬件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3个星期的时间搜集了大量关于本次设计的相关书籍和报刊。本次的设计任务由2人协作完成，本人完成的是基于80C196MC单片机单板最小系统模板的设计与开发。
在这里，我衷心感谢学院以及各位领导和老师对我们的大力帮助及支持。
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 -
第一章 绪 论 - 3 -
1.1课题研究的背景 - 3 -
1.2课题研究的目的及意义 - 5 -
1.3课题研究的内容 - 6 -
第二章 Intel 8XC196MC单片机 - 7 -
2.1单片机的发展 - 7 -
2.2 8XC196MC单片机简介 - 9 -
2.3 80C196MC单片机结构 - 9 -
2.4 80C196MC单片机特点 - 10 -
2.5 80C196MC的引脚及功能介绍 - 13 -
2.6 8XC196MC的特殊工作方式 - 17 -
2.7存储器空间配置  - 17 -
第三章  80C196MC最小系统的硬件电路设计 - 19 -
3.1 引言 - 19 -
3.2 控制系统的设计方案 - 20 -
3.3 单片机最小系统结构设计： - 21 -
第四章 控制系统原理图及印制板图 - 41 -
4.1 PROTEL 99 SE功能介绍 - 42 -
4.2 硬件原理图的绘制 - 42 -
4.3 PCB图的绘制 - 43 -
第五章 结 论 - 44 -
5.1 总结 - 44 -
5.2 感想 - 45 -
参考文献 - 46 -
致  谢 - 47 -