數字電位器在單片機控制變頻器中的應用

軟件設計

X9221包括二個(gè)滑動(dòng)端計數寄存器(WCR)，每個(gè)E2POT電位器各對應一個(gè)。WCR可以被認為是一個(gè)6位并行和串行裝載的帶有輸出譯碼的計數器，用來(lái)選擇沿著(zhù)電阻陣列的六十四選一的開(kāi)關(guān)。WCR的內容可以有4種方法來(lái)改變：1.可以由主機通過(guò)Write WCR指令來(lái)直接寫(xiě)入(串行加載);2.可以通過(guò)XFR Data Register指令把四個(gè)輔助數據寄存器之一的內容直接寫(xiě)入(并行裝載);3.可以通過(guò)Increment/Decrement指令一步一步地修改;4.可以在上電時(shí)裝入它的數據寄存器0(R0)的內容。

送給X9221所有的命令都由開(kāi)始條件為引導，這個(gè)條件就是當SCL為高時(shí)，SDA由高至低的跳變。X9221連續監視SCL和SDA線(xiàn)上的開(kāi)始條件，在遇到這個(gè)條件前將不響應任何命令。接著(zhù)單片機必須輸出要訪(fǎng)問(wèn)的X9221的8位地址。其中高4位為器件類(lèi)型辨識符，固定為0101，低4位是該器件地址，由X9221的A0-A3輸入端的狀態(tài)來(lái)定義。在本設計中A0-A3全部接地，故地址為50H。 X9221在比較地址成功后會(huì )作出一個(gè)應答響應，以表示數據接收成功。接著(zhù)單片機可以送出一個(gè)字節包括指令和寄存器指針的信息，格式如下：

其中高4位決定操作指令，P0位選擇二個(gè)電位器中的一個(gè)，最低2位(R1 R0)選擇4個(gè)寄存器中的一個(gè)。最后以SCL為高時(shí)SDA由低到高的跳變?yōu)橐粋�(gè)終止條件來(lái)結束。終止條件一旦發(fā)出，則X9221開(kāi)始內部的寫(xiě)周期，典型的寫(xiě)周期時(shí)間為10ms，如果單片機在X9221寫(xiě)操作周期內訪(fǎng)問(wèn)，則沒(méi)有應答返回，此時(shí)可以采用輪詢(xún)的方式等待應答信息。詳細的時(shí)序及指令說(shuō)明請參閱器件手冊。

結語(yǔ)

采用數字電位器控制變頻器調速，可適用于各種規格型號的變頻器，硬件組成簡(jiǎn)單，不需要價(jià)格較高外圍電路復雜的D/A芯片，在單片機的控制下可進(jìn)行閉環(huán)回路的自動(dòng)跟蹤調節，性?xún)r(jià)比高，易于實(shí)現。筆者所設計的電路實(shí)際應用于微型噴霧干燥實(shí)驗機的電腦控制器中，已小批量生產(chǎn)。噴霧干燥實(shí)驗機是將液體溶液干燥加工成為固體粉末，多用于醫藥、食品、化工和實(shí)驗室等進(jìn)行樣品的制備和實(shí)驗。在實(shí)驗中要求能夠根據物料的特性選擇不同的干燥風(fēng)量和加熱溫度，該功能的實(shí)現就是通過(guò)51 單片機控制一片數字電位器X9221，分別調節風(fēng)機變頻器和加熱器可控硅調壓模塊控制風(fēng)機轉速和加熱功率，采用模糊控制結合PID調節的控制方法，根據用戶(hù)設定的溫度和風(fēng)量值，實(shí)現了風(fēng)量和加熱溫度的自動(dòng)調節，取得了滿(mǎn)意的結果。因此，使用單片機系統控制變頻器調速時(shí)，采用數字電位器作為輸出調節接口，是一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用、適用范圍廣、具有較高性?xún)r(jià)比的好方法。