图17 变换器硬件连接图
CD4527是BCD比例乘法器，其Q端输出脉冲书具有如下关系 N0 = BCD输入数 *Ncp / 10
如果输入的BCD数为6，则每输入10个时钟脉冲，可在输出端得到6个输出脉冲。CD4527引脚如图18所示各引脚功能如下：
A、B、C、D： BCD数输入端。输入的BCD数决定芯片的乘法系数（分频系数）。 CP：时钟脉冲输入端。
INHIN：时钟CP禁止输入端。INHIN为“0”，允许输入，为“1”时禁止输入。 Cr：清零端，Cr为“0”时正常工作，为“1”时芯片清零。
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SET“9”：置9端，工作时接地。
ST和CF：分别为选通端和级联端。用于级联。 “9”OUT：状态“9”输出端。
INHout：时钟禁止输出端，当有脉冲输出时，INHout输出“1”电平。 Q、Q/：脉冲输出端。
采用一级CD4527，只能获得小数点后一位的乘法系数，为了获得小数点后两位的乘法系数（即0.00?0.99的比例分频系数），本系统中采用级联的方法进行加法运算，对φ进行两位数的比例分频，连接图如图所示。第一级CD4527输出的脉冲数为
A?。由于Q1与CF1连接，故Q1的输10出脉冲经第二级CD4527直接从Q2输出，脉冲不变。由于INHout1到CP1端第9个脉冲后才为“0”，即INHout2在φ第10个脉冲来时才为“0”，允许脉冲输入，故100个φ脉冲中只从CP2端输入10个，所以输出脉冲数为
B?，总的输出脉冲数为： 10
式中： A、B—比例分频系数，分别对应于1/10位和1/100位。
图18 CD4527引脚图
8253是可编程序定时/计数器，片内具有3个独立的16位计数器通道，每个通道有6种工作方式。关于8253引脚功能、工作方式等这里不再赘述。本系统中，设定0、1、2通道工作在方式3（方波信号发生器），用比例分频的输出?f,?v分别作为0、1通道的计数时钟信号，对?f,?v进行整数位分频，产生FCT、VCT两路时钟信号。0、1通道的计数值即位整数分频系数，由CPU通过执
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''''行几条输出指令置入。2通道用来产生RCT、OCT时钟信号RCT、OCT共用一路时钟信号，且频率固定。因fRCT?280fc(max)取fc(max)?1KHz，则 fRCT?280KHz。时钟Φ的频率为2MHz，故RCT可由时钟Φ经7分频来获得，故置通道计数值为7。
由于整数分频和小数分频分开进行，所以需将分频系数Pf,Pv分别分解为纯整数Zf,Zv和纯小数xf,xv两部分，整数部分Zf,Zv送8253的0、1通道作为计数值，小数部分xf,xv送比例分频器CD4527作为比例分频系数。zf,zv,xf,xv与Uf1关系如下：
对应Uf1的一个值，(zf,xf),(zv,xv)有多组取值。考虑到由于硬件的限制，xf,xv只能取小数
2*106点后两位这一条件，zf与xf，zv与xv必定有一最佳组合。基于这一想法，取使(?)的
[xf]168Uf1zv2*106绝对值趋于最小，且zf为偶数的一组值zf,xf和使的绝对值也趋于最小，且?[xv]84000*630Uf1。这种寻优法的计算法的计算量工作量较大，难zf为偶数的一组值zv,xv,([xf],[xv]为两位纯小数）
以实时完成。本系统中采用查表的方法获得zf,xf,zv,xv。用高级语言程序离线生成(zf,xf)?Uf1和
zf(zv,xv)?Uf1两个表格，存入内存。系统运行时，根据求得的频率指令信号Uf1，查表获得对应的
分频系数zf,xf,zv,xv，然后将它们送到相应的比例分频器和8253的0、1通道，8253的0、1通道便会产生相应频率的方波信号输出，这样就完成了二进制码到方波信号的变换。比例乘法器CD4527不能直接与CPU连接，系统中可扩展一片8255，用它作为二路比例乘法器与CPU的接口。8253定时/计数器则直接与CPU连接。 4.4.3 光电隔离及驱动电路设计
HEF4752输出的PWM控制信号功率很小，无法直接驱动GTR，要经过脉冲功率放大才能驱动
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GTR，脉冲功率放大电路选用模块EX359。该模块是一个带有光隔离的功率放大电路，其电源电压为12V，输入信号4?5V，输出电压1.6V（对应GTR导通）和-2V（对应GTR关断），工作频率为2?5KHz，可驱动50A以下的逆变器，其内部电路如图19所示。
图19 EX359驱动模块内部结构
4.4.4 故障检测及保护电路设计
故障检测及保护电路如图20所示，该电路采用电阻取样的电压、电流保护电路，通过调节电位器RP1、RP2来设定最大的允许电压、电流值。电路中C1、C2接8255的C 口中的PC2、PC3，O端接HEF4752的L控制端。这样保护电路可通过门1输出控制信号的封锁HEF4752输出的PWM控制信号，断开主回路电源。A1、A2接8255的C 口中的PC4、PC5，通过PC4、PC5输入故障信号，用以检测故障类型。
图20 过电流，过电压保护电路
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4.4.5 模拟量输入通道的设计
由于本次设计中选用的MCS-51单片机没有模数转换器所以需要在外部电路中加上模数转换电路。经过考虑选用的是ADC0808芯片。它能完成8路模拟量的转换，为了削弱反馈信号中的交流分量，在需在反馈信号输入前加一RC滤波电路，取R?10K?，C?0.47uF，对应的时间常数为
0.005S。
4.5 系统软件的设计
4.5.1 程序框图及其介绍
（1） 系统主程序
主程序框图如图21所示。先进行芯片初始化，然后，清系统工作区，开放8051外部中断，启
*动软件定时器10ms(采样周期)。所以，系统初始化完毕，进入控制循环：显示转速→中断服务（Un,Un和?USM,PI运算，查表求出zf,xf,zv,xv）→可逆切换程序→输出控制量→显示转速。
图21 系统主程序框图
（2） 转速调节程序
转速调节程序即为软件定时器O的中断服务程序，其程序框图如图22所示。在转速调节程序中，完成转速、?USM的采样，进行PI运算，求出频率指令信号Uf1，然后查表求得分频系数
zf,xf,zv,xv。
（3） 增量式PI运算子程序
增量式PI运算子程序框图如图23所示，它包括按图所示控制曲线计算转差频率增量?US(K), 由?US(K)求出转差频率控制量US(K)，再由US(K)求出频率指令信号Uf1(K)。
图22 转速调节程序框图
（4） 可逆切换程序
可逆切换程序由停车控制和可逆切换控制两部分组成，其程序框图如图24所示。系统的停车与工作由工作/停车控制开关控制，其开关状态由PC6输入。在可逆切换程序中，先对PC6进行判断。若PC6 = 0，表示命令停车，这时接下来判断转速是否为0。若不为0，则经PC2输出“1”电平，
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