1.开环通用变频器的结构

在交流调速领域中，大量使用的是风机、泵类负载。该种类型的负载一般对调速性能（特别是动态性能）要求不高，因此利用异步电机开环控制系统就可以满足使用要求。异步电机的开环控制系统是指不带速度反馈的变频调速系统，即通常所说的通用变频器。开环控制系统结构简单，工作可靠，调速范围较大，并且对数字控制的运算速度要求不高。

图3-32为开环通用变频器控制电路框图。由于DSP内部集成了较多的功能，特别适合做交流电机调速系统的控制核心，而且外围电路变得相对简单许多。

2.E²PROM

E²PROM在系统中的作用主要是为存储系统设定控制参数、故障信息、断电再启动的现场保护信息等。与DSP的连接方式如图3-33所示。AT93C56为具有自定时擦写周期、2kbit的I²C总线串行E²PROM。其最高时钟频率为2MHz，使用寿命为10万次。

图3-32 以DSP为核心的开环通用变频器控制电路框图

3.时钟信号

DSP与外部晶体振荡器和外部电容的连接方法如图3-34所示。引脚XTAL1和XTAL2处都有静电放电保护器件（图中未示出）。外接的电容值要求并不十分严格。20pF对于工作在1 MHz以上的质量较好的晶体振荡器都能获得良好的效果。

图3-33 E²PROM

图3-34 外部晶体振荡器连接方法

4.键盘显示

在数字电机控制系统中，对变频器的设定操作非常复杂，如设定电机的运行频率、电机的运转方向、V/F类型、加减速时间等。因此，必须为用户提供一个友好的人机交互界面。为了减少主控芯片的计算负担，可采用双CPU方案，即在键盘显示部分采用一块单片机作为控制芯片，如图3-35所示。

图3-35 键盘显示框图

键盘显示与主控板之间利用串行口进行数据交换。显示模块分为两部分，4位数码管显示和双行中文液晶显示。其中，中文液晶显示器典型应用电路如图3-36所示。图3-37～图3-39为键盘显示模块的软件实施方案。

图3-36 中文液晶模块典型应用电路

5.电源监控

MAX703～MAX709是MAXIM公司价格低廉的微处理器监控芯片，不同型号之间功能有所差异，这里以MAX708为例加以介绍，如图3-40所示。

CPU在给电期间，电源电压处于上升过程中，且CPU的逻辑状态也不确定，三总线电平状态也处于未知状态，因此系统上电过程应维持在复位状态；CPU掉电时，电压下降过程中，当电压低到一定程度，CPU也处于未知状态，系统在掉电时也应维持在复位状态。维持在复位状态的目的是防止CPU执行操作码时发生错误，这对于断电数据在外部RAM中存储具有十分重要意义。(www.daowen.com)

图3-37 主程序流程

图3-38 通信中断服务程序流程

电源故障输入端PFI的电压与内部基准电压进行比较，如果PFI低于1.25V，电源故障输出端变为低电平。因此，可以把PFI接到电源的分压器上，接到CPU的中断输入端，就可以对电源故障进行报警或为掉电作准备，如将数据存入E²PROM中。

6.信号调理

电压或电流等模拟信号采集后，需要经过A-D转换才能由CPU运算处理。在A-D转换通道的输入端，可采用图3-41所示的接口电路。其中，两个二极管起过载保护作用，电阻与电容组成的RC滤波器可以对尖峰类噪声进行有效的抑制。

在模拟输入端加上阻容电路，除了起到低通滤波的作用外，还有以下两个作用：①在过电压的条件下，串联电阻可以起到限流作用；②模拟信号源内阻过大会降低A-D转换的精度，而并联的电容则起到误差补偿的作用。

图3-39 键盘处理程序流程

图3-40 MAX708框图和典型应用

a）内部框图 b）典型应用接线

图3-41 A-D转换器的接口电路

开关量的输入需要利用光耦合器进行隔离。图3-42所示为直流母线电压的过电压检测信号的输入接口电路。当直流母线电压超过设定值时，比较器产生一个低电平信号，该信号经过6N137光耦合器的隔离向CPU发出中断信号。

图3-42 过电压检测信号的输入接口电路

在通用变频器的实际应用当中，经常会要求控制系统对外输出模拟控制信号。为此，可以利用DSP的PWM端口实现这一功能。通过编程可以使DSP的PWM端口输出占空比为从0到100%变化的调制脉冲，该脉冲信号经过缓冲、滤波、放大等环节就可以得到0～5V的电压信号，如图3-43所示。

图3-43 模拟信号输出