S87C196MH微控制器的应用

1S87C196MH（MC）微控制器在变频器主板中的应用一、贴片封装80引脚S87C196MH（MC）微控制器的引脚排列图：二、S87C196MH（MC）微控制器的结构与功能介绍：控制器为Intel公司出品的16位微控制器，因其功能强大，通用性强，在变频器产品中被得到广泛应用。内部电路包括算术逻辑部件（RLU）、寄存器、内部A/D转换器、PWM发生器、事件处理阵列（EPA）、三相到补SPWM输出发生器、以及看门狗、时钟及中断控制电路等。内部结构原理图如下：2时钟电路定时电路RAM/512BRLUEPAP2口A/DP0口P1口RLU中断控制EXINTNMISPWM发生器P6口PWM总线控制逻辑ROM/16KBP3/4/5口S87C196MH（MC）微控制器采用CHMOS工艺，工作温度-40ºC--85ºC，支持16KB的EPROM，当晶体振荡频率为16MHz时，完成16位乘16位的乘法只需要1.75μs。适和控制系统的快速性要求。有7个I/O口，每个端口引脚都为多功能的。寄存器阵列有512B，分为低256B和高256B，低256B在ALU运算过程中可以当作256个累加器使用，高256B用作寄存器RAM，也可以通过特有的窗口技术，将高256B切换成具有累加器功能的256B。微控制器内部自带13路10位/8位高速A/D转换器，转换时间可以设置在1.39—40.2μs之间，A/D也可以作为可编程比较器，在输入跨过一个门槛电平时产生中断。事件处理阵列（EPA）主要执行输入、输出的功能。输入方式时，EPA监视输入引脚信号的变化，在事件发生时记录其时间值，此过程称为捕捉。输出方式时，等于定时器符合一个存储的时间值，就设置、清除或触发输出引脚。捕捉和比较事件都能产生正常的服务流程或中断。共有4个捕捉/比较模块和4个比较模块。EPA还含有两个16位的双向定时/计数器T1、T2。T1可按照外部时钟源计时，在这种工作方式下，EPA可以直接处理位置传感器（如光电编码器）输出的两路相位互差90º的脉冲信号，从而监视电动机的速度和方向。外部事件处理服务器（PTS）。该控制器的中断系统有两类：可编程中断控制器和PTS。可编程中断可以被设置成PTS中断服务方式，PTS拥有数种微指令码化的硬件中断服务流程，可以与CPU并行工作，能够完成数据块传递、处理多路A/D转换、控制串行通信等功能。S87C196MH（MC）微控制器，内部设置了一个三相互补的SPWM波形发生器，通过P6口直接输出六路SPWM信号，驱动电流可以达到20Ma，驱动频率可以达到8MHz，每路SPWM信号可以独立编程并设置死区互锁时间。3三、S87C196MH（MC）在英威腾变频器主板中的应用：1、供电、时钟、复位等端子。满足微控制器基本工作条件的引脚。5Vcc5Vcc27Vcc5Vcc5VccX269+5V43AGND31GND76GND71GNDX170外接晶振RESET22外接复位电路(低电平复位有效)P4.4/AD128P4.5/AD136P4.6/AD144P4.7/AD153外接存储器93C66P4.3/AD119TXD136RXD135外接RS485通讯模块75176B39RXD040TXD048P0.2/ACH2与操作显示面板通讯端2、对控制端子数字和模拟信号处理的引脚。变频器的启、停和调速控制，对工作状态的监控等，都是通过控制端子进行的，控制端子的输入、输出信号是直接进入了微控制器引脚的。20P3.0AD0S1端子信号输入数字控制信号输入引脚:19P3.0AD1S2端子信号输入18P3.0AD2S3端子信号输入17P3.0AD3S4端子信号输入16P3.0AD4S5端子信号输入15P3.0AD5S6端子信号输入50P0.0/ACH0FV电压/频率指令信号输入49P0.1/ACH1FI电流/频率指令信号输入2P5.7故障/运行(开关量)输出信号1模拟信号控制输入引脚:数字控制信号输出引脚:74P5.6故障/运行(开关量)输出信号265P6.6/PWM00-10V输出频率信号模拟(PWM)信号输出引脚:变频器控制端子模拟信号的输出，实质上来自于微控制器的PWM0（P6I/O口）引脚，输出的实际为调宽脉冲信号，经后续电路转换为模拟电压信号。3、开关量控制信号，对充电接触器（继电器的控制）、对散热风扇的控制和对驱动电路的复位控制（解除其故障锁定状态）。464P6.7/PWM1充电接触器(继电器)控制输出控制信号输出引脚80P5.5/BHE/WRH散热风扇控制信号输出52P2.0/CAP0驱动电路复位控制信号输出4、六路逆变脉冲信号（SPWM）：34P6.0/WG1U相上臂脉冲输出SPWM脉冲输出引脚33P6.1/WG1U相下臂脉冲输出32P6.2/WG2V相上臂脉冲输出30P6.3/WG2V相下臂脉冲输出29P6.4/WG3W相上臂脉冲输出28P6.5/WG3W相下臂脉冲输出5、各类检测与保护信号的处理：61P2.4/CCMP0/AINC模块短路SC信号输入故障检测信号输入引脚57P2.3/CPA3过电压OU信号输入53P2.1/CAP1/PALE过电流信号1-OCH信号输入56P2.2/CAP2/PROG过电流信号2-OCL信号输入63P2.6/COMP2故障信号生效/时序控制信号输出158P2.7/COMP3故障信号生效/时序控制信号输出26、其它功能引脚的处理部分据功能需要或接地，或接+5V，或经上拉电阻接+5V。部分引脚空置未用。S87C196MH（MC）微控制器各引脚具体是干嘛的，上文已有了详细的交代。在故障检修中，也可据相关引脚电平状态，判断故障原因，查出故障部位来。如变频器的控制端子，某端子信号输入无效，测量CPU相应引脚有无0—5V电压变化，进而可快速判断出是端子输入电路故障还是CPU本身故障。旷野之雪2009年8月9日