SPWM 变频调速系统因调速范围宽、功率因数高、对电网影响小、电动机运行平稳、可有效抑制低次谐波、可实现较大容量等优点而日益受重视，被视为很有发展前途的变频方案。随电力电子技术高速发展与智能控制技术广泛应用，当前设计的 SPWM 电动机变频调速系统摒弃了过去依赖逻辑电路（如比较器、三角波发生器等）的陈旧实现方式，而采用高性能 MCU 加一些专门 PWM 集成电路（如 HEF4752、SLE4520）构成。因 MC9S12H256 具有独立 PWM 通道、实现更为容易，加之 Motorola 出品的 MCU 一向具有产品线丰富、片内资源众多等优点，比较使用 Intel 80196 实现的方案，在调试方式、工作速度与实现难易度方面都有一定优势。

MC9S12H256 是 Motorola 公司 16 位单片机系列中定位于电机控制的机型，秉承资源丰富的传统优势，最高工作频率 24 MHz，内部具有 256k Flash ROM、12k RAM、4k EEPROM、2 个 SCI、1 个 SPI、1 个 I2C 总线接口、8 通道 16 位定时器、1 个 6 通道 PWM 模块、10 个 16 通道 A/D 转换器、2 个 CAN2.0 接口、1 个 LCD 驱动器。其中专门用于电机控制的 PWM 模块可很方便地生成双极式三相脉宽调制波形。PWM 模块含 6 个 PWM 通道，每通道可独立产生左对齐或中心对齐波形；每通道波形周期、占空比与对齐方式都可单独编程，并配有专门计数器灵活选择不同时间源、提供更宽变频范围。综合起来 PWM 模块具有以下性质：

（1）6 个独立 PWM 通道，周期、占空比、对齐方式都可单独编程。

（2）每个 PWM 通道配有计数器，用来选择时钟源。

（3）每个 PWM 通道都可通过编程开启或关断。

（4）每个通道起始极性可编程。

（5）周期与占空比寄存器是双缓冲的，只有一个周期结束后才能转化为新指定的周期与占空比。

（6）6 个 8 位 PWM 通道可合并成更高精度的 3 个 16 位 PWM 通道。

（7）可编程选择 4 个时钟源，提供宽广变频范围。

（8）具有突发事故通道关断功能。

可见该芯片 PWM 模块功能相当强大，有助于缩短设计电机变频调速系统的时间。该 PWM 模块框图如图4-12 所示。

图4-12 MC9S12H256 PWM 方框图

由图4-12 可见，PWM 波形的生成与修改都通过改变每通道所含寄存器及系统寄存器实现，明确这些寄存器含义是成功实现 SPWM 波形的关键。但该 PWM 模块含 31 个寄存器、数目众多，这里概略介绍。其中一部分为芯片出厂测试之用，具体功能如表4-4 所列，偏移地址指该寄存器相对 PWM 基址的偏移量。

表4-4 PWM 寄存器功能描述

寄存器中 PWMCLK、PWMPRCLK、PWMSCLA、PWMSCLB 与时钟源选择有关。PWM 模块共有 4 种时钟源：ClockA、ClockB、ClockSA、ClockSB。其中 ClockA 与 ClockSA 用于 0、1、4、5 通道，ClockB 与 ClockSB 用于 2、3 通道；ClockA、ClockB 由总线时钟除以一定比例因子（最大 128）生成，ClockSA、ClockSB 由 ClockA、ClockB 除以一定比例因子（最大 512）生成。对应地，PWMCLK 寄存器设置每通道时钟源，PWMPRCLK 设置生成 ClockA、ClockB 的比例因子，PWMSCLA、PWMSCLB 设置生成 ClockSA、ClockSB 的比例因子。若芯片工作频率为 16 MHz，理论上 IGBT 的关断频率可达 1 Hz～16 MHz，这是非常宽的频率范围，实际还需考虑 IGBT 可承受的关断频率。