用MC9S12H256实现异步电机变频调速
摘要：介绍目前国内应用较少的Motorola公司16位单片机MC9S12H256；详细阐述使用该型号单片机实现闭环变频调速系统的设计方法；着重讨论MC9S12H256用于变频调速时特有的优势。关键词：SPWM MC9S12H256 变频 IGBT 光电编码器
引言
SPWM变频调速系统由于具有调速范围宽、功率因数高、对电网影响小、电机运行平稳、可有效抑制低次谐波、可实现较大容量等诸多优点，而越来越受到人们的重视，一直被视作非常有发展前途的变频方案，越来越多的科研技术人员开始讨论这一课题。由于电力电子技术的高速发展和智能控制技术的广泛应用，当前人们设计的SPWM电机变频调速系统，摒弃了过去依赖逻辑电路，如比较器、三角波发生器等陈旧的实现方式，而采用高性能MCU加上一些专门的PWM集成电路，如HEF4752、SLE4520等构成。文本介绍的系统由于MC9S12H256具有独立的PWM通道，实现起来更为容量；加之Motorola出品的MCU一向具有产品线丰富，片内资源众多等优点，所以比较使用Intel 80196实现的方案，无论是调试方式还是工作速度以及实现难易度都有一定的优势。
图1 MC9S12H256 PWM方框图
1 MC9S12H256 PWM模块介绍
MC9S12H256是Motorola公司16位单片机系列中定位于电机控制的机型，它秉承了Motorola单片机资源丰富的传统优势，最高工作频率为24MHz，内部具有256K Flash ROM、12K RAM、4K EEPROM、2个SCI、1个SPI、1个I2C总线接口、8通道16位定时器、1个6通道PWM模块、16通道10个A/D转换器、2个CAN2.0接口、1个LCD驱动器。其中专门用于电机控制的PWM模块可以很方便地生成双极式三相脉宽调制波形。下面详细介绍该芯片的PWM模块。
PWM模块含有6个PWM通道，每个通道可以独立产生左对齐或者中心对齐的波形。每个通道的波形周期和占空比以及对齐方式都可以单独编程，同时每个通道还配有一个专门的计数器来灵活选择不同的时间源，以提供更宽的变频。综合起来PWM模块具有以下性质：
*6个独立的PWM通道，其周期、占空比、对齐方式都可以单独编程；
*每个PWM通道都配有计数器，用来选择时钟源；
*每个PWM通道都可以通过编程来开启或者关断；
*每个通道的起始极性能可以编程；
*周期和占空比寄存器是双缓冲的，也就是说只有一个周期结束之后才可以转化为新的指定的周期和占空比；
*6个8位的PWM通道可以合并成更高精度的3个16位PWM通道；
*可以编程选择4个时钟源，所
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