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电动自行车控制器设计与实现_陈君科.pdf

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电动自行车控制器设计与实现_陈君科.pdf

定稿日期:2007-10-12作者简介:陈君科(1982-),男,陕西宝鸡人,硕士,研究方向为计算机控制及电力电子。1引言电动自行车是具有电力驱动、脚踏驱动、电力和脚踏并用等功效的绿色环保交通工具[1]。无刷直流电动机是电动自行车的主要部件,它借助电机霍尔传感器信号,通过驱动控制电路来驱动逆变电路的功率开关元件,使电枢绕组依一定次序馈电,从而在气隙中产生步进式旋转磁场,拖动永磁转子旋转[2]。电机调速主要为斩波调压控制方式,具有过流保护功能。电动自行车在正常运行过程中,控制器可以通过信号采集与处理,将运行速度、电压状况等提供给显示部分,供使用者了解运行情况[3]。目前,多数电动自行车控制器采用运算放大器实现速度调节、减速刹车、欠压保护等。实践证明,其控制精度不高,调试难度大,无法进行功能扩展。而采用以单片机为核心的控制器,方便地解决上述问题[4],并有助于控制器向智能化方向发展。2设计原理2.1SPMC65P2404A介绍SPMC65P2404A是8位工业级单片机,采用SPMC65内核,支持位操作指令,具有强大的定时/计数器、丰富的外部中断源及ADC和PWM、标准通讯接口SPI等多种功能,具有28个管脚,最高工作频率为8MHz,工作电压为3~5V,有192Byte的RAM和4kByte的ROM,具有23个可编程IO口、内置上/下拉电阻、8通道10位A/D转换器、4个CCP定时器和4个外部中断。SPMC65P2404A的资源丰富、结构优良、性能良好,相比其他通用单片机,价格更为低廉,并具有超强抗干扰、抗静电ESD保护功能。其温度范围达到了工业级标准(-40~85℃)。适用于电动自行车控制器。2.2控制器硬件电路图图1示出以SPMC65P2404A为核心的电动自行车控制器硬件电路图。电动自行车控制器设计与实现陈君科,范蟠果(西北工业大学,陕西西安710072)摘要:对基于单片机的电动自行车用无刷直流电机控制器进行了研究。控制器以SPMC65P2404A为核心,通过对电动自行车各种状态信号的检测与处理,实现了控制器的平稳调速、过流保护、欠压保护等功能。无刷直流电机的转速调节通过PWM技术来实现。过流保护从软、硬件两方面来实现,即软件上减小PWM占空比,硬件上使电机停转。实时检测蓄电池电压值,当电压值小于额定值的87.5%时,电机停转,实现欠压保护。对电动自行车的转把信号、

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