變頻調速係統的關(guan) 鍵，就是要沒計一個(ge) 合理的變頻器，而它的核心就是變頻調速係統的數字控製器。變頻器的數字控製器包括信號的檢測、濾波、整形，核心算法的實時完成以及驅動信號的產(chan) 生，係統的監控、保護等功能。

1、 數字控製器的硬件結構框圖和工作原理

數字控製器的硬件以TMS320F240定點DSP為(wei) CPU，CY7C199為(wei) 外部數據和程序存儲(chu) 器，數據和程序存儲(chu) 器各32K；16路的模擬/數字輸入通道，其中一路可以用來進行模擬頻率給定；使用了8位數字I/O口，可以用鍵盤通過I/O口來進行數字頻率給定；4路12位的數字/模擬轉換通道，用於(yu) 電機輸出信號控製；RS232和SPI係列兼容接口，其中將SPI用作變頻調速時電機頻率的LED顯示，將SCI口擴充成RS232接口。

電機或者逆變器的工作頻率通過鍵盤給定，同時，其頻率顯示通過DSP內(nei) 部的顯示程序回顯在LED上，當按下運行鍵以後，鍵盤設計頻率被送到產(chan) 生空間電壓矢量的SVPWM處理子程序，生成的SVPWM波形通過GAL器件保護後輸出，與(yu) 此同時，電動機或者變頻器的實時運行動態頻率通過LED顯示。正交編碼脈衝(chong) 可以接入電機的光電編碼器，對係統構成速度環反饋，A/D模塊可以接入電機的電流環，至於(yu) 變頻調速係統的保護中斷源由DSP的引腳PDPINT提供，主要是過壓、過流、控製電壓欠壓、過熱等中斷源。電機的速度或者逆變器的輸出頻率可以通過鍵盤改變。

2、 硬件設計

數字信號處理器是數字控製器的核心部分，也是數字控製器對信號的檢測、濾波、整形，核心算法的實時完成以及驅動信號的產(chan) 生，係統的監控、保護等功能的核心部分。數字控製器的功能模塊設計如下。

2.1 數據和程序存儲(chu) 器的設計

DSP是一種高速存取器件，對於(yu) 外圍接口芯片有較高的要求，雖然DSP本身可以軟件提供0~7個(ge) 等待狀態來滿足與(yu) 片外存取器件速度的匹配，但是為(wei) 了不至於(yu) 影響整個(ge) 係統的控製和仿真功能，一般采用存取速度比較高的存儲(chu) 器來做為(wei) DSP的片外數據和程序存儲(chu) 器。本文采用CY7C199存儲(chu) 器，存取時間15ns，完全不用提供軟件等待狀態也不用加硬件等待電路，因為(wei) ，CY7C199是32K的8位存儲(chu) 器，所以，使用了4片該存儲(chu) 器組成了32K的16位存儲(chu) 器RAM，數據和程序各32K。

2.2 DSP複位及時鍾電路的設計

為(wei) 了使係統被複位信號正確地初始化，對複位信號的脈衝(chong) 寬度必須有一定的要求。對於(yu) TMS320F240而言，複位信號至少要lms。不過上電之後，係統的振蕩器達到穩定工作狀態需要20ms甚至更長的時間，一般來說上電複位時，在複位引腳上置100~200ms的一個(ge) 低電平脈衝(chong) 是比較合適的。根據這一原則，采用MAXIM公司的集成微處理器監控複位電路來完成，本文使用了MAX705。MAX705監控芯片，與(yu) 傳(chuan) 統的分立元器件組成的微機監控電路比較，它的可靠性高、動態響應好，功耗小、設計簡單、體(ti) 積小，在電子產(chan) 品設計中已得到廣泛的應用。

在設計中，時鍾往往不被人充分地重視，其實，時鍾是電路設計中非常重要的一個(ge) 環節。DSP時鍾既可由外部提供，亦可由板上的振蕩器來提供。由於(yu) DSP及其它芯片工作都是以時鍾為(wei) 基準的，如果時鍾質量不高，那麽(me) 係統的可靠性、穩定性就很難保證。本文采用外部時鍾輸入，由有源晶振產(chan) 生10MHz脈衝(chong) ，通過覆銅和串接LC濾波電路來抑製外界幹擾，保證了係統的穩定工作。

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