CPU是什么？CPU的基本電路的原理解析和檢修詳細(xì)資料概述。

　　何謂CPU？

　　CPU，又稱為中央處理器，內(nèi)部一般由運(yùn)算器、控制器、內(nèi)存儲(chǔ)器、輸入/輸入設(shè)備及接口電路及總線組成，但隨技術(shù)的進(jìn)步和更新，其功能和結(jié)構(gòu)均在不斷擴(kuò)充中——將原來(lái)CPU外圍的電路也集成于器件內(nèi)部。將其硬件設(shè)備擴(kuò)充到一定的規(guī)模，而使之能獨(dú)立完成一個(gè)較復(fù)雜的控制功能，此器件即被稱為微處理器了。在微處理器家庭中，為適用于某一應(yīng)用領(lǐng)域，在硬件構(gòu)成上——有別于通用型微處理器（如80C51）——有一定的獨(dú)特性，如本文特指的變頻器經(jīng)常采用的微處理器，具備六路PWM波輸出功能，能實(shí)現(xiàn)特定的控制功能，又被稱為微控制器，別名：單片機(jī)。因業(yè)內(nèi)人士一般將變頻器單片機(jī)的電路板之為CPU主板，從約定俗成和定義簡(jiǎn)潔的方面考慮，本書(shū)也將微控制器（單片機(jī)），稱之為CPU了。

　　用于變頻器控制的微控制器，又稱之為“高性能微控制器”，應(yīng)該是有針對(duì)性開(kāi)發(fā)的專用的控制芯片。它起碼要有六路PWM波形成和輸出電路及端口，以輸出驅(qū)動(dòng)電路所需的六路逆變脈沖；應(yīng)有A/D轉(zhuǎn)換電路，有的還要有D/A轉(zhuǎn)換電路，以適應(yīng)對(duì)模擬輸入、輸出量的處理；要有高速脈沖信號(hào)的輸入、輸出口和串口發(fā)送、接收引腳，以處理各種數(shù)字信號(hào)和通訊指令；應(yīng)內(nèi)含程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，以存放程序和原始數(shù)據(jù)及可改寫(xiě)的數(shù)據(jù)；當(dāng)然還要有端口驅(qū)動(dòng)器、各類緩沖器等其它電路，在此不予以贅述了。

　　出入各CPU引腳的，不外乎是一些“信號(hào)流”，有的只進(jìn)不出，往而不返，如控制端子輸入的開(kāi)關(guān)量信號(hào)；有的只出不進(jìn)，是去而不還，如控制端子上CPU輸出的繼電器信號(hào)等；有的是往返進(jìn)入，有進(jìn)有出的，如CPU與存儲(chǔ)器，與操作顯示面板之間傳遞的信號(hào)，此類信號(hào)是雙向流通的。而所有信號(hào)，從信號(hào)性質(zhì)上又可以分為兩大類：數(shù)字的和模擬的。電壓檢測(cè)信號(hào)、調(diào)速指令信號(hào)往往是模擬的，變頻器的起、停信號(hào)、鍵盤(pán)輸入信號(hào)等，是數(shù)字（開(kāi)關(guān)量）的。有些模擬信號(hào)，經(jīng)過(guò)CPU外部電路處理，如經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，才送入CPU的，有的是直接進(jìn)入CPU引腳，由內(nèi)部A/D電路進(jìn)行處理的，采用的CPU硬件功能電路的不同，必然導(dǎo)致了外部電路的有異。

　　微控制器的集成度已經(jīng)夠高，它不可能無(wú)限制地將所有工作運(yùn)行所需的電路元件集成進(jìn)去，它需要外電路的積極配合才能開(kāi)展工作。有三個(gè)工作條件是微控制器所必需的，所謂CPU工作的三要素：+5V電源、工作時(shí)鐘、復(fù)位信號(hào)。工作時(shí)鐘的產(chǎn)生是由微控制器內(nèi)部電路和引腳外接晶振元件組成振蕩電路來(lái)生成的；復(fù)位信號(hào)是由外部復(fù)位電路在上電時(shí)產(chǎn)生一個(gè)低電平（或高電平）的脈沖，送入微控制器的復(fù)位引腳，由內(nèi)部電路控制程序復(fù)位，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。微控制器內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱內(nèi)存），其容量和用途是有限制的，常需要外接存儲(chǔ)器——電可擦除存儲(chǔ)器，來(lái)完成一些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)任務(wù)（尤其是用戶程序存儲(chǔ)任務(wù)），這應(yīng)該構(gòu)成了微控制器正常工作的四要素。微控制器要接受用戶的指令或?qū)⒆冾l器的工作狀態(tài)報(bào)知用戶，需要一個(gè)人機(jī)界面——操作顯示面板，與用戶交流，與操作顯示面板的正常通訊，成為微控制器工作的五要素。此外，微控制器各個(gè)引腳外接電路的好壞均會(huì)影響到微控制器的運(yùn)行，自此微控制器工作的七要素或八要素乃至幾十要素，都緊隨出現(xiàn)。其實(shí)，依筆者看來(lái)，從微控制器（或微處理器，CPU）本身來(lái)說(shuō)，三要素則是工作所必需的，無(wú)它，則微控制器即不能滿足最基本的工作條件。其它原因造成微控制器不工作，是外電路的事了，并不是微控制器本身沒(méi)干活呀，對(duì)吧。

　　微控制器的外部電路、外部框架已經(jīng)搭好，但僅僅一個(gè)“軀體”還不能干活，還需要一個(gè)指揮軀體運(yùn)作的“靈魂”——軟件控制程序。變頻器的程序容量較大，一般長(zhǎng)達(dá)數(shù)千行。微控制器的控制功能，集中于兩個(gè)點(diǎn)上，一是對(duì)輸出PWM波的控制，這一點(diǎn)，優(yōu)質(zhì)和劣質(zhì)變頻器可看出明顯的不同，有的PMW波非常優(yōu)化，有的則有些糟糕——輸出力矩小運(yùn)行噪聲大，載波干擾也大；一是對(duì)逆變模塊的狀態(tài)檢測(cè)和保護(hù)，這一任務(wù)是配合外電路共同完成的，也是變頻器電路濃墨重彩的著筆之處。

　　微控制器——單片機(jī)技術(shù)成自動(dòng)化控制技術(shù)的一個(gè)重要技術(shù)分支，希望朋友們自己要多掌握一些相關(guān)的知識(shí)，在此不予贅述。

　　CPU主板的故障率相對(duì)較低，約占總故障率的20%左右。故障多發(fā)生在故障檢測(cè)電路和控制端子電路上。對(duì)故障檢測(cè)電路的檢修成為CPU主板的一個(gè)重要檢修內(nèi)容。故障檢測(cè)電路（電壓、電流檢測(cè)的后續(xù)電路、溫度檢測(cè)電路）本身?yè)p壞時(shí)，就有點(diǎn)“謊報(bào)軍情”故意搗亂的意思了，明明主電路是好的，卻報(bào)出“輸出短路”故障或輸出缺相故障，明明風(fēng)扇是好的，卻報(bào)出過(guò)熱故障等，使變頻器不能投入正常運(yùn)行?？刂贫俗拥墓收隙酁橛脩粽`接入高電壓，而將端子供電24V燒壞，端子輸入電路開(kāi)路損壞和光電耦合器的輸入側(cè)電路損壞等。

　　CPU芯片本身的損壞率在2%以下，由于牽扯到技術(shù)封鎖，內(nèi)部程序不易破解。一般維修人員不具備修復(fù)芯片的相關(guān)條件，只有采購(gòu)原廠家配件，或更換CPU主板，所謂“板級(jí)修理”。但對(duì)于CPU芯片的局部損壞，卻可以用變通手段嘗試修復(fù)。