CPU基本電路原理分析

2020-06-13

CPU，也稱(chēng)為中央處理器，通常由算術(shù)單元，控制器，內部存儲器，輸入/輸入設備，接口電路和總線(xiàn)組成，但是隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步和更新，其功能和結構也在不斷擴展。原始CPU周?chē)碾娐芬惨鸭傻皆O備中。將其硬件設備擴展到一定規模，以便可以獨立完成更復雜的控制功能，此設備稱(chēng)為微處理器。在微處理器家族中，為了適合特定的應用領(lǐng)域，就硬件組成而言，與通用微處理器（例如80C51）不同，存在一定的唯一性，因為本文指定的變頻器是經(jīng)常使用的微處理器具有六路PWM波形輸出功能，可以實(shí)現特定的控制功能。它也稱(chēng)為微控制器，別名：?jiǎn)纹瑱C。由于業(yè)界人士通常將逆變器單片機的電路板視為CPU主板，因此從約定和簡(jiǎn)潔定義的角度出發(fā)，本書(shū)也將微控制器（單芯片）稱(chēng)為CPU。

用于逆變器控制的微控制器，也稱(chēng)為“高性能微控制器”，應該是專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用控制芯片。它必須至少具有六個(gè)PWM波形形成和輸出電路以及端口，以輸出驅動(dòng)電路所需的六個(gè)逆變器脈沖；應該有一個(gè)A / D轉換電路，有些還要有D / A轉換電路以適應模擬輸入3。需要高速脈沖信號輸入，輸出端口和串行端口的發(fā)送和接收引腳來(lái)處理各種數字信號和通信指令；應包括程序存儲器和數據存儲器以存儲程序和原始數據以及可重寫(xiě)數據；當然，還有其他電路，例如端口驅動(dòng)器和各種緩沖器，這里不再贅述。

每個(gè)CPU引腳進(jìn)出的內容只不過(guò)是一些“信號流”，有些只是進(jìn)出而不會(huì )返回，例如控制端子輸入的數字信號；有些只能走走，但不能走，例如控制端上的CPU輸出的繼電器信號；有些是雙向輸入，有些是輸入和輸出，例如在CPU和內存之間以及在操作顯示面板之間傳輸的信號，這些信號在兩個(gè)方向上循環(huán)。就信號性質(zhì)而言，所有信號都可以分為兩類(lèi)：數字信號和模擬信號。電壓檢測信號和速度控制命令信號通常是模擬信號，變頻器的啟動(dòng)和停止信號以及鍵盤(pán)輸入信號是數字信號（開(kāi)關(guān)）。一些模擬信號由CPU的外部電路處理，例如在A / D轉換后發(fā)送到CPU的那些，有些直接輸入到CPU引腳并由內部A / D電路處理。CPU的硬件電路不同是不可避免的。這導致外部電路的差異。

微控制器的集成度足夠高。無(wú)限制地集成操作所需的所有電路組件是不可能的。它需要外部電路的積極配合才能工作。微控制器需要三個(gè)工作條件，即CPU的三個(gè)工作要素：+ 5V電源，工作時(shí)鐘，復位信號。工作時(shí)鐘由微控制器的內部電路和引腳外部晶體振蕩器組件產(chǎn)生，形成振蕩電路。當打開(kāi)低（或高）脈沖電源時(shí)，復位信號由外部復位電路產(chǎn)生，發(fā)送進(jìn)入微控制器的復位引腳，由內部電路控制程序復位，并進(jìn)入待機狀態(tài)。微控制器內部的程序存儲器和數據存儲器（簡(jiǎn)稱(chēng)存儲器）具有有限的容量和用途，并且經(jīng)常需要外部存儲器-電可擦除存儲器來(lái)完成一些數據存儲任務(wù)（尤其是用戶(hù)程序存儲任務(wù)），這應該構成以下四個(gè)要素：微控制器的正常運行。為了接受用戶(hù)的指令或向用戶(hù)報告逆變器的工作狀態(tài)，微控制器需要人機界面-操作顯示面板，與用戶(hù)通信以及與操作顯示面板正常通信，這是五個(gè)要素微控制器的工作原理。另外，微控制器的每個(gè)引腳的外部電路的質(zhì)量將影響微控制器的操作。從那時(shí)起，七個(gè)要素，八個(gè)要素，甚至微控制器工作的數十個(gè)要素都已立即出現。實(shí)際上，根據作者的觀(guān)點(diǎn)，從微控制器（或微處理器，CPU）的角度來(lái)看，這三個(gè)要素是工作所必需的。沒(méi)有它，微控制器將無(wú)法滿(mǎn)足最基本的工作條件。導致微控制器不工作的其他原因是由于外部電路。并不是說(shuō)微控制器本身不能正常工作。

已經(jīng)設置了微控制器的外部電路和外部框架，但是只有一個(gè)“主體”無(wú)法工作，而一個(gè)“靈魂”則指導著(zhù)主體軟件控制程序的運行。逆變器的程序容量相對較大，通?？蛇_數千行。微控制器的控制功能集中在兩點(diǎn)上。一種是輸出PWM波形的控制。在這一點(diǎn)上，高質(zhì)量和低質(zhì)量的逆變器可以看到明顯的區別。有些PMW波已經(jīng)過(guò)非常優(yōu)化，有些則有些不好。—輸出轉矩小，工作噪聲大，載波干擾也大；首先，對逆變器模塊進(jìn)行狀態(tài)檢測和保護，此任務(wù)與外部電路一起完成，這也是逆變器電路的重點(diǎn)。

單片機—單片機技術(shù)已經(jīng)成為自動(dòng)化控制技術(shù)的重要技術(shù)分支。我希望我的朋友們自己掌握一些相關(guān)的知識，所以在這里我不再贅述。

CPU主板的故障率相對較低，約占總故障率的20％。故障大多發(fā)生在故障檢測電路和控制端子電路上。故障檢測電路的檢修已成為CPU主板的重要檢修。當故障檢測電路（電壓和電流檢測跟進(jìn)電路，溫度檢測電路）本身?yè)p壞時(shí)，就意味著(zhù)有點(diǎn)“謊報軍事情況”而故意搞砸了。顯然，主電路是好的，但是它報告了“輸出短路”故障或輸出故障相故障，顯然風(fēng)扇是好的，但是報告了過(guò)熱故障等，因此逆變器無(wú)法正常運行。操作。

CPU芯片本身的損壞率低于2％。由于涉及技術(shù)封鎖，內部程序不容易破解。一般維修人員沒(méi)有維修芯片的相關(guān)條件，只能購買(mǎi)原始制造商的配件，或更換CPU主板，即所謂的“板級維修”。但是對于CPU芯片的局部損壞，您可以使用其他方法來(lái)修復它。