利用SPMC75F2413A單片機來開發直流變頻洗衣機的原理和方法

本文主要介紹利用SPMC75F2413A單片機來開發直流變頻洗衣機的原理和方法。

關鍵詞：直流變頻 凌陽單片機

1引言
洗衣機是一種在家庭中不可缺少的家用電器，發展非常快，全自動式洗衣機因使用方便得到大家的青睞，全自動即進水、洗滌、漂洗、甩干等一系列過程自動完成，控制器通常設有幾種洗滌程序，對不同的衣物可供用戶選擇。變頻控制依其高性能、節能等優點在洗衣機的控制中得到廣泛應用，下面介紹采用凌陽科技公司的SPMC75F2413A和SPCE061A單片機來設計的直流變頻洗衣機的控制系統。

2芯片特性簡介
SPMC75F2413A是凌陽科技公司開發的用于變頻驅動的嵌入式16位微控制器，適用于變頻電動機驅動、電源、家電和車內風扇控制系統等領域。
特性包括：
◆凌陽16位u’nSP處理器(ISA 1.2)
◆工作電壓：4.5V～5.5V
◆最高運行速度：24MHz
◆工作溫度： -40 ℃～85 ℃
◆芯片內存儲器：
32KW (32K×16) Flash
2KW (2K×16) SRAM
◆基于時鐘發生模塊的鎖相環電路
◆看門狗定時器
◆10位模/數轉換器
8通道輸入
10us (100kHz)轉換時間
◆串行通訊接口
通用異步串行通訊接口(UART)
標準外圍接口(SPI)
◆64（QFP80）/53（QFP64、SDIP64）個通用輸入輸出管腳
◆電源管理
2種低功耗模式：Wait/Standby
每個外設都可以獨立的供電
◆兩個比較匹配定時器
◆5個16位通用定時器
2個用于驅動電機的脈寬調制輸出(互補的3相6路脈寬調制輸出)
2個用于速度捕獲
1個用于速度反饋環
◆中心(center)或邊沿(edge)脈寬調制輸出
◆通過外部錯誤保護管腳進行脈寬調制輸出保護
◆可編程的死區控制(Dead time control)
◆脈寬調制服務和錯誤中斷發生
◆具備驅動交流感應電機和直流無刷電機的能力
◆內嵌在線仿真功能（ICE）

3系統總體方案介紹
整個系統主要由兩部分組成：由SPMC75F2413A控制的DMC控制板和由SPCE061A控制的PANEL板，兩者之間的連接系統方塊圖如圖3-1所示。

圖3-1 變頻洗衣機系統組成框圖

PANEL控制器采用16 位SPCE061A控制器，主要完成的功能有：按鍵掃瞄、狀態顯示與通訊。洗衣機的控制通過按鍵輸入來選擇操作模式，并可設定選擇水量、預約時間，詳細設定洗衣、洗凈及脫水的參數；電源按鍵鈕為起始與驅動控制電路板的連接，起動或暫停鍵為運轉洗衣機或暫停。運轉過程中的剩余時間透過7 段顯示器來顯示。
DMC 控制器采用16 位SPMC75F2413A 單芯片控制器，主要完成的功能有：偵測馬達轉子的位置訊號，以120 度方波驅動PWM 方式驅動直流無刷馬達。

4系統硬件設計
系統控制包括DMC控制板和PANEL控制板兩部分，下面主要介紹DMC控制板硬件設計。
4.1 電源電路
圖4-1為EMI 電源濾波器與單相全橋整流器電路，AC 電源輸入接頭為CON1，電壓為220VAC，電源輸入端通過突波吸收器ZNR3以避免過大的電壓突波損壞器件，C8 與C12 串聯后連接至接地點，通常也可以連接至機殼。透過全橋整流器DB1整流、C13 濾波后可得到輸出直流電壓。

圖4-1 EMI 電源濾波器