[table=98%][tr][td][color=black][u]PIC16F72单片机控制的电动自行车C源程序,原理图及设计说明[/u][/color][/td][/tr][tr][td]
[table=95%][tr][td]PIC16F72单片机控制的电动自行车驱动系统C程序
PIC单片机控制的电动自行车驱动系统C程序
.46.
#include <pic.h>
//电动车双闭环程序,采用双闭环方式控制电机,以得到最好的zh 转速性能,并且可以
//限制电机的最大电流。本应用程序用到两个CCP 部件,其中CCP1 用于PWM 输出,以控
//制电机电压;CCP2 用于触发AD,定时器TMR2、TMR1,INT 中断,RB 口电平变化中断,
//看门狗以及6 个通用I/O 口
#define AND 0xe0 //状态采集5,6,7 位
#define CURA 0X0a //电流环比例和积分系数之和
#define CURB 0X09 //电流环比例系数
#define THL 0X6400 //电流环最大输出
#define FULLDUTY 0X0FF //占空比为1 时的高电平时间
#define SPEA 0X1d //转速环比例和积分系数之和
#define SPEB 0X1c //转速环比例系数
#define GCURHILO 0X0330 //转速环最大输出
#define GCURH 0X33 //最大给定电流
#define GSPEH 0X67 //最大转速给定
#define TSON 0X38 //手柄开启电压1.1 V,TSON*2 为刹车后手柄开启电压,即
//2.2 V
#define VOLON 0X4c //低电压保护重开电压3.0 V 即33 V
#define VOLOFF 0X49 //低电压保护关断电压2.86 V 即31.5 V
volatile unsigned char DELAYH,DELAYL,oldstate,speed,
speedcount,tsh,count_ts,count_vol,gcur,currenth,
voltage//寄存器定义
static bit sp1,spe,ts,volflag,spepid,lowpower,
off,shutdown,curpid//标志位定义
static volatile unsigned char new[10]={0xaf,0xbe,0xff,0x7e,0xcf,
0xff,0xd7,0x77,0xff,0xff}//状态寄存器表
//------------PIC16F877 初始化子程序------------
void INIT877()
{
PORTC=0X0FF//关断所有MOSFET
TRISC=0X02//设置C 口输出
PIE1=0X00//中断寄存器初始化,关断所有中断
TRISA=0XCF//设置RA4,RA5 输出
TRISB=0XEF//RB 口高三位输入,采集电机三相的霍尔信号
PORTC=new[(PORTB&AND)>>5]//采集第一次霍尔信号,并输出相应的信号,导通
//两个MOS 管
T2CON=0X01//TMR2 4 分频
CCPR1L=0X0FF//初始时PWM 输出全高
CCP1CON=0X0FF//CCP1 设置为PWM 方式
CCP2CON=0X0B//CCP2 设置为特殊方式,以触发AD
ADCON0=0X81//AD 时钟为32 分频,且AD 使能,选择AN0 通道采集手
//柄电压
TMR2=0X00//TMR2 寄存器初始化
TMR1H=0X00//TMR1 寄存器初始化
TMR1L=0X00
T1CON=0X00//TMR1 为1 分频
CCPR2H=0X08
CCPR2L=0X00//电流采样周期设置为TAD=512 μs
PR2=0XC7//PWM 频率设置为5 kHz
ADCON1=0X02//AD 结果左移
OPTION=0XFB//INT 上升沿触发
TMR2ON=1//PWM 开始工作
INTCON=0XD8//中断设置GIE=1,PEIE=1,RBIE=1
ADIE=1//AD中断使能
speedcount=0x00//转速计数寄存器
speed=0x7f//转速保持寄存器
spe=1//低速标志位
sp1=1//低速标志位
oldstate=0x0ff//初始状态设置,区别于其他状态
count_ts=0x08//电流采样8 次,采集1 次手柄
count_vol=0x00//采样256 次手柄,采集1 次电池电压
ts=1//可以采集手柄值的标志位
ADGO=1//AD采样使能
TMR1ON=1//CCP2 部件开始工作
}
//------------延时子程序---------------
#pragma interrupt_level 1
void DELAY1(x)
char x
{
DELAYH=x//延时参数设置
#asm
DELAY2 MOVLW 0X06
MOVWF _DELAYL
DELAY1 DECFSZ _DELAYL
GOTO DELAY1
DECFSZ _DELAYH
GOTO DELAY2
#endasm
}
//-----------状态采集子程序----------------------
void sample()
{
char state1,state2,state3,x
do {
x=1
state1=(PORTB&AND)//霍尔信号采集
DELAY1(x)
state2=(PORTB&AND)
}while(state1-state2)//当三次采样结果不相同时继续采集状态
if(state1-oldstate!=0) //看本次采样结果是否与上次相同,不同
//则执行
{oldstate=state1//将本次状态设置为旧状态
state1=(oldstate>>5)
PORTC=new[state1]//C 口输出相应的信号触发两个MOS 管
if(sp1==1){spe=1sp1=0}
else { //如果转速很低,则spe 置1
spe=0sp1=0
speedcount<<=1
state3=(TMR1H>>2)//否则,spe=0,计转速
speed=speedcount+state3//speed 寄存器为每256 μs 加1
}
speedcount=0
}
}
//-----------------AD 采样子程序----------------------
void AD()
{
char x
ADIF=0//清AD 中断标志位
if(ts==1){ //如果为手柄采样,则采样手柄值
CHS0=1//选择电流采样通道
count_vol=count_vol+1//电池采样计数寄存器
spepid=1//置转速闭环运算标志
ts=0tsh=ADRESH//存手柄值
if(count_vol==0) { //如果电池采样时间到,则选择AN2 通道,采集电池电压
CHS0=0CHS1=1volflag=1x=1DELAY1(x)ADGO=1
}
}
else if(volflag==1) { //电池采样完毕,进行相应的处理
CHS1=0CHS0=1volflag=0voltage=ADRESHlowpower=1
}
else { //否则,中断为采样电流中断
speedcount=speedcount+1//speedcount 寄存器加1,作为测量转速用
if(speedcount>0x3d) sp1=1//如果转速低于1 000 000 μs/(512 μs*3eh*3)
// 则认为为低速状态
currenth=ADRESH
curpid=1
count_ts=count_ts-1
if(count_ts==0) { //如果手柄时间到,则转入手柄采样通道
CHS0=0count_ts=0x08ts=1x=1DELAY1(x)ADGO=1
}
}
}
//-------------刹车处理子程序------------------
void BREAKON()
{
char x
off=0//off清零,如果是干扰则不复位
shutdown=0
if(RB0==1) { //如果刹车信号为真,则停止输出电压
ADIE=0//关AD 中断
INTE=0//关刹车中断
CCPR1L=FULLDUTY//输出电压0
TMR1ON=0//关CCP2,不再触发AD
for(ADGO==1) continue//如正在采样,则等待采样结束
ADIF=0//ADIF 位清零
CHS0=0//选择通道0 采样手柄
CHS1=0
x=1
DELAY1(x)
do {
ADGO=1
for(ADIF==0)continue
ADIF=0
CCPR1L=FULLDUTY
asm("CLRWDT")
tsh=(ADRESH>>1)
}while(tsh>TSON||RB0==1)//当手柄值大于2.2 V 或刹车仍旧继续时,执行以
//上语句
off=1//置复位标志
}
}
//---------欠保护子程序-------------------
void POWER()
{
char x
lowpower=0
voltage>>=1//电压值换为7 位,以利于单字节运算
if(voltage<VOLOFF) { //电池电压小于3*k(V)时保护
ADIE=0
INTE=0
TMR1ON=0
CCPR1L=FULLDUTY
for(ADGO==1)continue
ADIF=0
CHS0=0CHS1=1
x=1
DELAY1(x)
do{ADGO=1
for(ADIF==0)continue
ADIF=0
voltage=(ADRESH>>1)
CCPR1L=FULLDUTY
asm("CLRWDT")
}while(voltage<VOLON)//电池电压小于35 V 时继续保护
off=1//置复位标志
}
}
//------------电流环运算子程序-----------------
void CURPI()
{ static int curep=0x00,curek=0x00,curuk=0x00
union data{int pwm
char a[2]}b//定义电流环运算寄存器
curpid=0//清电流运算标志
curep=curek*CURB//计算上一次偏差与比例系数的积
if(currenth<2)currenth=2//如果采样电流为零,则认为有一个小电流以利于
//使转速下降
currenth>>=1
curek=gcur-currenth//计算本次偏差
curuk=curuk+curek*CURA-curep//按闭环PI 运算方式得到本次输出结果,下
//面对结果进行处理
if(curuk<0x00) { //如果输出小于零,则认为输出为零
curuk=0CCPR1L=FULLDUTYCCP1X=0CCP1Y=0
}
else if(curuk-THL>=0) { //如果输出大于限幅值,则输出最大电压
curuk=THLCCPR1L=0CCP1X=0CCP1Y=0
}
else { //否则,按比例输出相应的高电平时间到CCPR1 寄存器
b.pwm=THL-curuk
b.pwm<<=1
CCPR1L=b.a[1]//CCPR1L=(b.pwm>>8)&0x0ff将PWM 寄存器的高半字节
if(b.pwm&0x80!=0) CCP1X=1
else CCP1X=0
if(b.pwm&0x40!=0) CCP1Y=1
else CCP1Y=0
}
}
//---------------转速环运算子程序-----------------------
void SPEPI()
{ static int speep=0x00,speek=0x00,speuk=0x00
int tsh1,speed1//转速寄存器定义
spepid=0//清转速运算标志
if(spe==1) speed1=0x00//若转速太低,则认为转速为零
else speed1=0x7f-speed//否则计算实际转速
if(speed1<0) speed1=0
speep=speek*SPEB
tsh1=tsh-0x38//得到计算用的手柄值
speek=tsh1-speed1
if(tsh1<0) {speuk=0gcur=0} //当手柄值低于1.1 V 时,则认为手柄给定为零
else { //否则,计算相应的转速环输出
if(tsh1>=GSPEH) //限制最大转速
tsh1=GSPEH
speuk=speuk+speek*SPEA-speep//计算得转速环输出
if(speuk<=0X00) {speuk=0x00gcur=0x00}//转速环输出处理
else if(speuk>GCURHILO) { //转速环输出限制,即限制最大电流约12 A
speuk=GCURHILOgcur=GCURH}
else { //调速状态时的输出
gcur=(speuk>>4)&0x0ff
}
}
}
//-----------主程序-------------------------
main()
{
for(){
INIT877()//单片机复位后,先对其进行初始化
off=0//清复位标志
for(off==0) { //复位标志为零,则执行下面程序,否则复位
if(curpid==1) CURPI()//电流PI 运算
else if(spepid==1) SPEPI()//转速PI 运算
else if(lowpower==1) POWER()
else if(shutdown==1) BREAKON()
asm("CLRWDT")
}
}
}
//---------中断服务子程序---------------------
#pragma interrupt_level 1
void interrupt INTS(void)
{
if(RBIF==1) {RBIF=0sample()}
else if(ADIF==1) AD()
else if(INTF==1) {shutdown=1INTF=0} //刹车中断来,置刹车标志
设计思路:
目 的
目前电动车市场各种功能无刷控制器琳琅满目,种类繁多。普通模拟专用芯片已是穷途末路,而利用单片机控制则能做到“只有想不到,不怕做不到”地步,五花八门的单片机纷纷推向电动车这个新兴的行业。我公司根据电动车市场的流行趋势,制定了无刷控制器的设计方案。
功能概述
目前电动车市场上的控制器分有刷控制器和无刷控制器两大类,由于有刷电机输出扭距小,效率低,需要定期更换炭刷等诸多缺点而逐步被输出扭距大、效率高、使用寿命长的无刷电机取代。根据电动车车型分简易车和豪华车型以及电动摩托车,简易车功率一般在250W以下,而豪华车都在350W以上,设计时必须考虑。简易车的常用功能有1:1助力、巡航、电量及工作状态显示。
工作模式有自动和手动切换两种。豪华车型根据客户的随意性有很多功能,主要有飞车保护、软ABS刹车、反充电、双动力(档位切换)、电机锁(关闭电源电机锁定)等。
为方便调试和防止非法解密,设计采用专用调试工具,外接一个带有键盘和显示器(数码管)的工具来设定一些基本参数,如欠压値、限流、相位选择和工作电压选择等。可以利用单片机内部或外接EEPROM保存设置参数。通过该调试工具达到系列产品的通用性。
主要技术参数
1 基本功能
1.1 工作电压
键盘设定,分12、24、36、48、60、72V档,根据输入电压采样值,确定欠压保护值,单节电池保护电压为10.5V±0.5V,低于该值关闭输出。由于取样电压有相应的误差,用键盘应可以微调。欠压工作方式:当电源电压低于设定值时,关闭输出,当电源电压滞回到大于设定值2V时,开启输出。另一种方式为当电源电压低于电池容量的50%时,相应缩减输出脉宽,以10个百分点逐减,到设定值时减为零即关闭输出,滞回则相反。
1.2 调速电压
调速把输出电压范围为1~4.2V,控制器起点电压应高于1V,控制器的脉宽调制范围应设定为1.38~3.8V,大于3.8V输出为全打开。
1.3 刹车断电
分高电平、低电平和ABS三种方式,高、低电平控制方式由键盘设定,ABS单独引脚控制,该功能如不用时,I/O口可以指定其它功能。
1.4 限流
当取样信号到达设定点时,采用对PWM进行递减的方法,来减小电机电流,使输出电流不超过设定值。即最大输出电流恒定在设定点。设定值由键盘设定,以便调试。
1.5 过流保护:
由于MCU单片机A/D采样速度的因素造成输出电流大于设定值,在这种情况下,设定一个保护值,关闭输出,一般设定为大于限流值2~3A。此值应由键盘设定。
1.6 堵转保护
限流值保持1~3秒后,关闭输出。
1.7 相角选择
60度/120度选择,键盘设定。
1.8 1:1助力
输入3:2占空比的开关信号1~5.5Hz对应调速把的电压信号为2~3.8V,根据输入频率的变化,改变输出PWM的占空比,以控制骑行速度。
1.9 巡航
手动/自动选择由键盘设定,手动按钮低电平有效,按钮按下2秒进入手动巡航方式;自动巡航方式为调速把恒定在某一点8S后(信号电压必须大于启动电压),控制器自动进入巡航方式。
1. 10限速
采用减小PWM脉宽的方法,此值由键盘微调,初始值定义为PWM最大值的45%。低电平为限速方式。
1.11 故障指示
闪1正常、闪2刹车、闪3 RAO、 RBO、闪4 下驱动、闪5上驱动、闪6缺相、闪7 RBO、闪8欠压。故障状态指示利用专用调试器的指示灯指示。
1.12 飞车保护
调速电压>4.5V,上电调速电压>1.5V关闭输出保护。即当调速把地线开路和打开电门锁前调速把已转动时。
1.13 反充电
滑行充电、EBS刹车充电、滑行充电选择,用I/O端口选择,低电平为滑行充电。输出一个指示信号,指示灯亮为充电状态。
2 附加功能
2.1 动态显示
1、故障显示2、电量及骑行状态显示3、速度显示(发光管)
2.2 双动力
根据电机的转速设定一个切换点,该切换点的值由键盘设定。
2.3 档位切换
由一个按钮开关设定三档的速度,初始状态为最低速,按钮的工作方式为按下按钮开关,松开后进入档位状态,档位为循环方式。档位速度可由键盘微调。
2.4 指针仪表
速度分相线输出、霍尔信号、单片机输出。
2.5 防盗锁
输入一个信号锁定电机,推动越快阻力越大(此功能或做成电机锁,电锁关闭后实现)。
2.6 参数设定
显示窗由两部分组成第一部分为功能序号,第二部分为参数值,按键由三个按钮分别代表模式、加、减,设置的参数保存在EEPROM存储器中。设定器与单片机的通讯采用I2 C方式。
1、上车后,先调整好座椅的前后位置,靠背也调整到舒适的角度,以保证能自由的转动方向盘和看到车头的引擎盖为最佳。2、调整左右后视镜,使镜中车身出现在镜子约1/3位置,后门把手在镜子上沿露出。
调整左右后视镜挂一档,带正车头,直线出库。当车头引擎盖刚刚盖住库对面边线时,向右打死方向盘。提示:每个人身高不同,要根据自己情况找准合适的参考点。当车身与左边线平行时,回正方向盘,继续前行,车头跨越感应线。此时车身与左边线距离恰巧在最佳距离以内,这样才能保证后面的入库不会轧线。提示:可反复调整上一步右打死的时间点,确保车身在最佳距离以内。开始缓慢倒车,向左扭头,观察左车窗外感应线的位置,当感应线与车窗下沿的交点到达A点时,向右打死方向盘。提示:A点为第一个关键点,每个人看到的位置会稍有不同,大家可以根据实际情况适当提前或延迟少许。
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