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电动自行车 控制器

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电动自行车控制器,电动自行车,控制器

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89C2051单片机用于电动车调速控制电路源程序2007/05/23 16:36#include #include /*040226号板*/*电机线A：绿 B：蓝 C：黄或而线不便*/*接口定义* P14 P15 P16 P9 P8 P7 P6 P3 P2 30度 60度 01H 01L 02H 02L 03L 03H P1.2 P1.3 P1.4 P3.5 P3.4 P3.3 P3.2 P3.1 P3.0 P3 H H L LHH(0X18) 0 1 1 1 0 0 0x1C H L L LLH(0X10) 1 1 0 1 0 0 0x34 L L L HLH(0X14) 1 1 0 0 1 0 0x32 L L H HLL(0X04) 0 1 0 0 1 1 0x13 L H H HHL(0X0C) 0 0 0 1 1 1 0x07 H H H LHL(0X08) 0 0 1 1 1 0 0x0E 自由转动 0 1 0 1 1 0 OX161.5控制是否过流 L：不过流 H： 过流 P1.7 调速信号控制 L：调速信号有效 H：调速信号电压未达到 */sbit GL=P15;sbit RUN=P17;void delay(unsigned int i)/* 2个机器周期*i*/ while(i!=0) i-; main() unsigned char i,j,l; unsigned long k; bit norun; P1=0Xff;loop: i=P1&0x1c; if(i=j & GL=1) norun=1; k=k+1; else norun=0; k=0; j=i; if(k10000) /*过流 */ P3=0X16; for(l=0;l20;l+) delay(60000); k=0; goto loop; else if(RUN=0)/*转动信号有效*/ i=P1&0x1c; switch( i) case 0x18: P3=0X1C; break; case 0x10: P3=0x34; break; case 0x14: P3=0X32; break; case 0x04: P3=0x13; break; case 0x0C: P3=0X07; break; case 0x08: P3=0x0E; break; / default: / P3=0X16; / break; else P3=0x16; goto loop;青岛大学自动化工程学院：冯焕源、盛中来、刘蒙恩 指导老师：迟洁茹E4简易智能电动车青岛大学自动化工程学院：冯焕源、盛中来、刘蒙恩 指导老师：迟洁茹摘要本系统采用AT89C52为中心控制器，实现电动车的智能控制功能。整个电动车智能控制系统包括：上位机实时模拟系统，主控制系统和各种标志的传感器检测系统三大部分。上位机实时模拟系统根据主控制系统传送的行程、行驶时间、铁片数目等各种参数实时模拟电动车的运行状况，实时监控电动车的运行情况。主控制系统的功能主要是启动电动车、检测并计数铁片、测量行程、计时行驶时间、显示所需的各种参数，并且负责和上位机、检测控制系统通信。检测控制系统通过各传感器检测引导线、障碍物和光源等控制信号，并送入单片机，单片机判断、处理后，控制MOTOR1（左轮驱动电机）和MOTOR2（右轮驱动电机），以达到控制电动车行进方向的目的，使电动车准确进入车库，完成预定任务。且在完成了题目要求的各项任务的基础上，加入了一些创新：如声控功能和无线传输功能，实现上位机的实时模拟等。采用以AT89C52为中心控制器的智能控制系统，实现电动车的智能控制功能。系统总体设计框图如下图：主控制系统单片机显示无线通信单片机铁片检测行程测量MOTOR2检测控制系统MOTOR1引导线检测光源检测障碍物检测实时模拟系统控制过程：系统上电后，等待外部声控启动信号。主控制系统的麦克接收到声控信号后，产生一高低电平变化，从而使主控制系统的单片机产生中断。主控制系统的单片机在接收到该中断后，通过P1.3为检测控制系统的单片机提供启动信号，检测控制系统的单片机检测到该信号后发出控制信号，给MOTOR1和MOTOR2通电，启动电动车。同时主控制系统的单片机通过透射式光电传感器测量行程，金属感应器检测铁片且在PCF8563秒脉冲的作用下计时并把各种参数在液晶显示器上显示出来，同时用无线收发模块RF2000把这些参数发送到上位机，在上位机上模拟电动车的运行情况。监测控制系统有两个在车下的红外线传感器用于检测引导线，使电动车在AC之间始终沿着引导线前进。在C以后运行中，电动车始终朝着光源前进，当在车前的红外线测距传感器检测到障碍物后，电动车左转避开障碍物，避开障碍物后，继续朝着光源前进，进入车库。当在前的两个红外线传感器检测到黑线后，停止电动车，停止计时。方案论证：计时方案一：在需用秒脉冲时，大部分设计采用555定时器组成秒脉冲多谐振荡器。电路图如图所示：由CB555组成的秒脉冲发生器这种设计有一定的优势，只需硬件设计好，无需软件设定，该电路即可输出恒定的秒脉冲。但该电路功耗较大,且只能提供简单的脉冲信号。由PCF8563组成的秒脉冲发生器方案二：采用由PCF8563日历时钟芯片组成的电路提供秒脉冲。该部分硬件电路如图：设定好PCF8563的CLKOUT输出频率控制字，即可输出所需频率的脉冲信号，在本设计中所用频率为1Hz。单片机在该秒脉冲的作用下可实现计时、C点停留5S等功能。并且在给PCF8563送入初始的日历信息后, PCF8563中的日历就会自动运行，经单片机读取、处理后就可以在液晶显示器上显示当前日历。而且该部分电路还加了掉电保护功能，在主供电系统意外断电时，即Vcc为0V时，D1截止， 3.6V备用电源通过D2继续给PCF8563供电,保证8563的正常运行。因此在本系统中采用方案二。行程测量方案一：采用开关式霍尔元件将磁铁固定在小汽车的车轮上,当车轮转动时,磁铁也跟着转动,霍尔元件感应到磁场的变化时,就会产生通断效果,使单片机的定时器T0的输入端产生高低电平的变化,从而使得T0计数小汽车车轮转的圈数,假设为N,并设车轮的周长为L,通过S=N*L,就可以计算出小汽车在一段时间内的行程。这种测量方法的测量数据只能是车轮周长的整数倍，误差较大。例如：小汽车的车轮半径为1cm，那么这种测量方法的最小误差就可达到6cm方案二：采用透光式光电传感器，硬件电路如图。透光式光电传感器行程测量电路在小汽车的车轮上钻若干小孔，设小孔的个数为n。在车轮转动时，发光二极管发射的光被没有孔的地方遮挡时，光敏三极管不能导通，光敏三极管的集电极输出为高电平，经CD40106反相后，单片机定时器T0的输入端为低电平。在有小孔的地方，发光二极管发射的光就会透过小孔照射到光敏三极管上，使光敏三极管导通，此时光敏三极管的集电极输出为低电平。在经CD40106反相后，单片机定时器T0的输入为高电平。单片机定时器T0就会准确记录下这种高低电平的变化的次数，即通过的小孔的个数。假设为N, 并设车轮的周长与方案一的相同也是L，某段时间内的行程计算公式为：S=N*L/n，可以看到这种测量方法的最小误差为方案一的1/n，可较为精确地测量出小汽车的行程。并且可以进行误差控制，因为孔的个数与误差成反比，要想提高准确度只要增加小孔的个数就可以。故采用方案二。电机控制由于电动车采用了前面使用万向轮，两个后轮各一个电机驱动的驱动方式，所以可使电动车旋转360度，这样即使光源在电动车的后方，电动车也可以通过在原地不断旋转的方式找到光源的准确位置，从而完成寻找光源，入库等功能。在电动机的控制上有两种方案可供选择。方案一:利用9012、2SC8050、及电机构成驱动电路。如果单片机89C52控制口P1.7输出高电平，9012截止，2SC8050截止，电机停止运转。单片机89C52控制口P1.7输出低电平时，9012导通，2SC8050导通，电机开始运转。该电路比较简单，输出功率足够大，足以推动电机工作，并且电机工作时三极管性能非常稳定。但该方案中单片机部分和电机供电部分没有完全隔离，而电动机在切换时会产生巨大的反电动势，经常烧坏单片机。方案二：利用BA6219B及其外部辅助电路和电机构成驱动电路。单片机控制口接BA6219B的两个输入控制端IN1,IN2。BA6219的两个输出端OUT1(2),OUT2(10)接电机。电机转动状态编码：左电机右电机左电机右电机电动车运行状态1IN11IN22IN12IN21010正转正转前行1001正转反转左转1000正转停以左电机为中心原地左转0110反转正转右转0010停正转以右电机为中心原地右转0101反转反转后退根据上表可知，只要设定两块BA6219B的1IN1,1IN2,2IN1,2IN2四个控制端口的不同编码，就可得到电动车的前进，后退，旋转等不同的运行状态；且BA6219B的最大输出电流为2.2A，可使电动车快速运行。故采用方案二。无线通信方案一：红外光方式红外通信只适用于室内静止或慢速移动中的点对点通信，方向性要求高，对于运动中的小汽车传输过程中易产生误码，性能不稳定。方案二：使用无线MODEM（RF2000）RF2000采用Nordic公司的nRF401芯片，它是一种RF无线收发芯片，一个RF2000模块即可以接收数据也可以发送数据。但属于半双工工作方式。接收与发送方式选择由TXEN控制。而且有两个工作频道可供选择：工作频道一：434.33MHz;工作频道二：433.92MHz。工作模式控制及工作频道选择：主控制系统与RF2000的连接电路图如图。DI、DO分别接单片机的TXD、RXD。接主控制系统的RF2000始终为发射方。RF2000与单片机连接电路图CS401，PWR，TXEN始终置0，1，1。也就是工作在工作频道1-434.33MHz，发射状态。上位机（COMPUTER）实时模拟系统与RF2000的连接电路图接上位机的RF2000始终为接收方，CS401，PWR，TXEN始终置0，1，0。也就是工作在工作频道1-434.33MHz，接收状态。使用RF2000设计比较简单，且不受外界环境影响，具有较低的发射功率和较高的接收灵敏度，并且可工作在较低速率下如常用的单片机串口波特率9600bps。采用FSK调制方式，抗干扰能力强。基于以上诸多优点所以在本系统中无线通信部分采用了方案二的设计。运行情况测试测试仪器清单：秒表，函数发生器，示波器，频率计等测试过程及测试数据：在单项模块测试完成之后，进行组装整体测试。组装后的整车尺寸为28cm(长)*18cm(宽)*15cm(高)。首先按照题目要求制作场地如下：障碍物1障碍物21m1m2mR=0.8mCB5cm起跑线1.2m2.3m0.4m5cm5cm2cm5cm5cm2cm停车区0.4m12cm光源1.45m0.4m0.3m直道区弯道区2mO50cm障 碍 区引导线车库0.2m0.4m15cm12.5cm12.5cm5cm行使路线场地内全部敷设白色绘图纸，并用透明胶带固定。在白纸下面按要求放置4块铁片，其中最后一块置于C点。然后用毛笔绘制边线及引导线。首先将整车放于起点处，上电后通过声音信号启动运行。小车正确感应到铁片，发出声光指示信息。小车正常寻迹运行到C点之后，在C点停留5秒，然后小车重新启动，朝光源方向直线行使，直至检测到前方出现障碍物。在检测到障碍物之后，小车左转90度行驶，绕过障碍物，继续向光源方向行驶，直至进入车库后检测到黑色边线，停止运行。小车在经过C点之后的路线如图所示。下表为连续十次的运行时间：次数12345运行时间75s68s69s74s60s次数678910运行时间62s74s65s70s64s由上表数据可知，本系统完全可以在90秒之内完成题目所要求的各项任务，并实现无线传输，声控等创新功能。8中国海洋大学 郭长玉 许林林 闫芳芳E9简易智能电动车设计报告中国海洋大学 郭长玉 许林林 闫芳芳 摘要本智能小车采用凌阳单片机SPCE061A作为控制器，利用感光、感铁及红外接近传感器来感知外界信号的变化，实现了小车能够沿着黑线走，并且越过障碍物通过光源的引导顺利的达车库，途中记录了遇到的铁块数目并且显示出来。 一、 方安论证与比较1 方案比较方案一：用继电器来控制电机的停与转，但是转速不可调。用红外传感器实现避障，红外传感器发出了红外光，障碍物反射光，距离障碍物远近不同，传感器输出的信号不同，将信号送入单片机进行A/D转换，控制小车的左传、右转。方案二：用单片机的PWM信号控制电机的转速，即可实现电机转弯，用红外接近传感器实现避障，当距离障碍物10cm时，红外接近传感器由低电平变为高电平。由单片机控制小车转弯，用磁接近开关检测铁片，有铁片即使开关由常开变常闭，单片机进行声光报警，有光敏三极管检测200w光源。有光敏电阻来检测白纸上的黑线，是小车顺黑线运动。2 方案的确定比较两种方案，运用方案一，信号的处理比较复杂，不容易实现对小车的控制。方案二运用了比较先进的传感器，使问题的处理变得相对简单。通过比较我们最终选用了方案二，并基本完成了题目设计要求二、 工作原理、框图及电路设计1、 工作原理利用光敏电阻来感知黑线，能够使小车沿着黑线的轨迹走；利用感金属的接近开关来感知铁块，使小车遇到铁块时发出信号；当碰到障碍物时，光电开关由低电平变为高电平；利用光敏三极管来感知光源，引导小车进入车库。2、 电路方框图感金属接近传感器接近传感器光敏三极管单片机SPCE061A声音电机运转显示3、单元电路设计及分析（1） 光敏电阻部分 利用光敏电阻可以感知颜色的深浅，并根据颜色的深浅的不同而输出不同的电压信号，从而使小车区分白纸和黑线。具体实现电路如下所示图1。 图1 图2（2） 感金属的接近传感器和红外接近传感器部分利用感金属的接近传感器可以检测到铁皮向单片机发送出信号，使单片机可以记录下铁块的数目；在小车的前、左、右方各放置一红外接近传感器，当小车遇到障碍物时，可以由传感器向单片机发出电压信号，使小车能够根据信号的不同做出相应的反应，从而实现避开障碍物。（3） 小车经过障碍区以后通过光源的导向，利用光敏三极管来感知光源，引导小车进入车库。具体实现见软件程序设计，电路图如下：（附电路图）（4） 单片机系统单片机系统整个硬件系统的核心，它既是协调整机工作的控制器，又使数据处理器，其功能如下：（附图）1 单片机SPCE-061(晶振频率32.768K，FLASH32K,3.3伏供电)2 32位可编程并行I/O接口3 2个16位可编程定时/计数器，可以自动预置计数初值4 具有运行/睡眠方式下的看门狗维护功能（5） 电机驱动部分各种传感器信号经过单片机处理后，经过驱动芯片L293D，驱动小车的两轮电机进行相应的动作。一片驱动芯片L293D可以驱动两个电机，利用PWM控制实现小车的加 减速，电路原理图如下：（6） 语音播放部分当小车遇到铁块时，小车会发出声音信号。凌阳SPE06A单片机自带双通道DAC音频输出，DAC1、DAC2转换输出的模拟量电流信号分别通过AUD1和AUD2管脚输出，DAC输出为电流型输出，经LM386音频放大，即可驱动喇叭放音，放大电路如图。在DAC1、DAC2后面接一个简单的音频放大电路和喇叭，就实现语音播放功能。（7） 电源部分该系统使用的电压是由，单片机电压3。3伏，电机驱动电压12伏特，各种传感器使用的电压是5伏特，电源使用12伏特的蓄电池供电。具体电路如下：三、 程序框图程序框图见：开始单片机初始化（时钟，中断） 电机初始化循轨迹行走5秒暂停 / 发光 红外避障光电检测 进入车库 结束 主程序框图N中断初始化 铁块数加 1是否是4Y进入红外避障模式 清中断返回外部中断1（检测铁块） 中断初始化 返回 计数值加一是否90秒YN 系统停止3 清中断4Hz实时中断四、 测试方法及结果1、 测试方法根据实验环境要求，布置了实验环境，反复使小车在环境中进行实验2、 设计与测试使用的仪器计算机，SPCE-061A编程器，示波器，数字万用表3、 误差分析及措施由于条件有限，存在传感器误差；电机转速的误差使两个相同型号的电机的转速不可能保持完全同步4 结果 经过反复实验，我们用凌阳十六位单片机使小车基本上完成了题目所要求实现的功能，小车在90秒内成功的到达车库。在下列两方面具有比较突出的优点：(1) 多种传感器的数据融合处理能力(2) 利用了凌阳单片机的集成性，极大的简化了外围电路。 6MCS51单片机控制直流无刷电机程序；*org 00hajmp startorg 30h；*检测键盘状态的程序*START： mov p0,#0ffh ；置p0为输入口，将P0口置为1，用于检查按键是否按下jnb p0.0,QIDONG ；按键S2按下，p0.0为0，进入启动（正转）程序jnb p0.1,FANZHUAN ；按键S3按下，p0.1为0，进入反转程序jnb p0.2,JITING ；按键S4按下，p0.2为0，进入急停程序jnb p0.3,JIASU ；按键S5按下，p0.3为0，进入加速程序jnb p0.4,JIANSU ；按键S6按下，p0.4为0，进入减速程序jnb p0.5,TINGZHI ；按键S7按下，P0.5为0，进入停止程序ajmp start；*启动程序，默认为顺时针转动，转速为2000RPM*QIDONG:LCALL YANSHI ；调用延时子程序，目的：软件消除按键抖动JNB P0.0,QILJMP START ；软件消抖后，若p0.0为1，则认为按键未按下，回到检测按键状态程序QI: clr p0.6 ；p0.6接电机R/S端，将其清零表示电机可以运行 setb p0.7 ；p0.7接DIR端，为1，则与COM端断开，电机正转mov p2,#0Bh ；p2.0接CH1，p2.1接CH2，p2.2接CH3，将速度设定为2000RPMlcall XIANSHI ；显示设定速度LJMP START ；执行完启动程序后，回到检测按键状态程序；*反转程序，也即逆时针转动*FANZHUAN:LCALL YANSHI ；调用延时子程序，目的：软件消除按键抖动JNB P0.1,FANLJMP START ；软件消抖后，若p0.0为1，则认为按键未按下，回到检测按键状态程序FAN: clr p2.3 ；接通BRK端，使电机急停lcall PANTING ；调用判停程序,能从判停程序中返回，说明机已停setb p2.3 ；断开BRK端，解除急停状态clr p0.7 ；接通DIR端，使电机逆时针转动lcall XIANSHI ；显示设定速度LJMP START ；执行完启动程序后，回到检测按键状态程序；*急停程序*JITING:LCALL YANSHI ；调用延时子程序，目的：软件消除按键抖动JNB P0.2,JILJMP START ；软件消抖后，若p0.0为1，则认为按键未按下，回到检测按键状态程序JI: clr p2.3 ；接通BRK端，使电机急停lcall PANTING ；调用判停程序，若能从中返回，说明电机已停LJMP START ；执行完启动程序后，回到检测按键状态程序；*加速程序，每按一次键，加速500rpm*JIASU:LCALL YANSHI ；调用延时子程序，目的：软件消除按键抖动JNB P0.3,JIALJMP START ；软件消抖后，若p0.0为1，则认为按键未按下，回到检测按键状态程序JIA: mov a,p2 ；将p2的值复制到累加器a中anl a,#07h ；取ch3ch2ch1的值，并放到累加器a中 jz START ；若a中值为0，则速度已经最大，不再加速，回到检测按键状态程序 mov r0,p2dec r0mov p2,r0 ；加速500rpm（参考电机驱动器说明中的多段速度选择部分）lcall XIANSHI ；显示设定的速度 LJMP START ；执行完启动程序后，回到检测按键状态程序；*减速程序，每按一次键，减速500rpm*JIANSU:LCALL YANSHI ；调用延时子程序，目的：软件消除按键抖动JNB P0.4,JIANLJMP START ；软件消抖后，若p0.0为1，则认为按键未按下，回到检测按键状态程序JIAN: mov a,p2 anl a,#07h ；取ch3ch2ch1的值 cjne a,#07h,JS ；若a中数值为07h，则速度已为0， ljmp START ；若速度为0，则程序回到开始程序，不再减速，以防出错JS:mov a,P2inc a mov P2,a ；减速500rpm（参考电机驱动器说明中的多段速度选择部分）lcall XIANSHI ；显示设定的速度 ljmp START ；执行完启动程序后，回到检测按键状态程序；*停止程序*TINGZHI:LCALL YANSHI ；调用延时子程序，目的：软件消除按键抖动JNB P0.5,TINGLJMP START ；软件消抖后，若p0.0为1，则认为按键未按下，回到检测按键状态程序TING: setb p0.6 ；p0.6接R/S端，为1，则与COM端断开lcall PANTING ；调用判停程序，若能从中返回，说明电机已停LJMP START ；执行完启动程序后，回到检测按键状态程序；*延时10ms,这是一个子程序，功能是延时10毫秒*YANSHI:mov a,#0 ；对累加器a置零，延时用y: mov r1,#00h ；对寄存器r1置零，延时用inc r1cjne r1,#0ffh,y ；延时1msinc acjne a,#10,y ；延时101=10msret；*判停程序，这是一个子程序，若能从判停程序中返回，则说明电机已停*PANTING:jnb p2.4,yanshi250ms ；若speed端为0，则进入延时程序ajmp PANTING ；若speed端为1，则返回PANTING，等待speed端出现0电平yanshi250ms:clr p2.6 ；允许对计数器置数mov p3,#08h ;对计数器置入数8setb p2.6 ；计数器开始计数mov a,#0 ；对累加器a置零，延时用y250: mov r1,#00h ；对寄存器r1置零，延时用inc r1jb p2.5,PANTING ；若期間Tc为1，则电机未停，返回PANTING，继续判断cjne r1,#0ffh,y250 ；延时1msinc acjne a,#250,y250 ；延时250ms，ret ；若至延时结束Tc一直不改变状态，则说明speed端口无脉冲输出，认为电机停转，程序；返回。；在电机停转之前，单片机不响应按键状态的改变。；*显示程序，这是一个子程序*XIANSHI: mov a,p2 ；将当前的速度设定值读入a中anl a,#07h ；取ch3ch2ch1的值，存入a中mov b,#4mul ab ；取得低位速度值对应的相对地址，存入a中add a,r3 ；得到低位字符地址，放在a中mov scon,#00h ；初始化串行口方式0mov r2,#0 ；利用r2来控制显示字符数mov dptr,#tab ；字形表的入口地址mov r3,a ；低位速度值地址存入r3x: add a,r2 ；利用a与r2的和获得字符地址 movc a,a+dptr ；查表获得字型码，放在a中 mov sbuf,a ；串口显示 l: jnb ti,l ；等待发送完毕 clr ti ；发送标志ti清零 inc r2 mov a,r3 cjne r2,#4,x ；发送四个字符 rettab: db 03h,03h,49h,0dh db 03h,03h,03h,0dh db 03h,03h,49h,27h db 03h,03h,03h,27h db 03h,03h,49h,9fh db 03h,03h,03h,9fh db 03h,03h,49h,0ffh db 03h,0ffh,0ffh,0ffhEND一种基于C8051F单片机的直流无刷电机转速控制系统作者：王天庆 谭名栋 姚文斌摘要：该文以C8051F020为例介绍了C8051F单片机在无刷直流电机转速控制中的应用、实现方法、硬件结构及软件结构等。 关键词：单片机、无刷直流电机、转速控制 Abstract: The article introduces application of C8051F020 in rotate speed Control of direct current and brushless motor, realization method，configuration of software and hardware. Keywords： MCU，direct current and brushless motor, rotate speed Control 引言：具有梯形反电动势的永磁同步电动机通常被称为无刷直流电动机，它具有结构简单、体积小、重量轻、效率高、高功率密度、启动扭矩大、惯量小和响应快等其它种类直流电机无法比拟的特性。采用电子换向器替代了传统直流电动机的机械换向装置，从而克服了电刷和换向器所引起的噪声、火花、电磁干扰、寿命短等一系列弊病。由于无刷直流电动机既具备交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，又具 有直流电动机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等诸多优点，故其在在家用消费类产品（空调、冰箱、洗衣机）和IT周边产品（打印机、软驱、硬驱）中得到广泛的应用。C8051F单片机是美国Silabs公司推出的一种与51系列单片机内核兼容的单片机，具有高速、高性能、高集成度。以C8051F020为例，具有如下特点： C8051F020片上系统单片机片内资源：一、模块外设 (1)逐次逼近型8路12位ADC0 转换速率最大100ksps 可编程增益放大器PGA 温度传感器 (2)8路8位ADC1输入与P1口复用 转换速率500ksps 可编程增益放大器PGA (3)两个12 位DAC (4)两个模拟电压比较器 (5)电压基准内部提供2.43V 外部基准可输入 (6)精确的VDD监视器 二、高速8051微控制器内核 流水线式指令结构速度可达25MIPS 22个矢量中断源 三、存储器 片内4352字节数据RAM 64KBFlash程序存储器可作非易失性存储 外部可扩展的64KB 数据存储器接口 四、数字外设 8个8位的端口I/O I2CSPI2个增强型UART串口 可编程的16位计数器/定时器阵列(PCA) 5个通用16位计数器/定时器 专用的看门狗WDT 五、JTAG调试和边界扫描接口，可实现在线实时动态调试。由以上特点可以看出，C8051F单片机具有丰富的片上硬件资源及高运算速度，这为实现复杂的控制算法提供了保障，而且几乎不需系统扩展即可满足控制系统对硬件资源的需求，极大地提高了系统可靠性。硬件部分：硬件部分主要由电机、电机驱动电路及单片机及显示块组成。其功能框图如下： 电机驱动采用美国安森美公司开发的高性能第二代单元无刷直流电机控制器MC33035。该芯片内部具有定频调宽PWM电路,它集译码、过热、过流、欠压保护、正反转控制等诸多功能于一身，是一种功能齐全的电机控制器。通过脉宽调制PWM来控制电动机电枢电压可以实现调速。在正常情况下，误差放大器输出与振荡器输出锯齿波信号比较后，产生脉宽调制(PWM)信号如下图所示。改变输出脉冲宽度，相当于改变供给电动机绕组的平均电压，从而控制其转速。所以我们可以通过单片机控制DAC0的输出，控制输入到直流无刷电机的电压，进而控制PWM波的占空比达到控制电机转速的目的。 MC33035的脉宽调节原理图 软件部分：无刷直流电机内置3个霍尔效应传感器，用来检测转子的位置,也决定电机的换相,并可以根据该信号来计算电机的转速。当电机正常运行时,通过霍尔传感器可得到3个脉宽为180度电角度的互相重叠的信号,而电机转速的改变可以从位置传感器输出脉冲频率的改变上反映出来，因此可以利用单片机对这个脉冲信号进行监测得到电机转速。因频率和转速成正比测量，所以测出输出脉冲的频率即可计算出转速。另外，为了提高精度，高速(/1000HZ)采用测频法，低速(1000HZ)采用测周法。 将脉冲信号输出与INT0连接，采用INT0中断对转速脉冲计数，每1s读一次计数值,将此值与预设的转速值比较，若大于预设的转速值，则减小DAC0的数值；若小于预设的转速值，则增加DAC0的值，调整电机的转速直到转速值等于预设定的值。电机当前的转速值可在七段数码管上显示，在电机的可控范围内控制电机转速等于预设值。程序框图： 单片机程序采用C51完成，部分源程序如下： 一、系统时钟初始化，采用18.432MHZ外部晶振： void SYSCLK_Init (void) int i; /延时计数器 OSCXCN=0x67; /开启外部振荡器18.432MHz晶体 for(i=0;i256;i+) ; /等待振荡器启振 while(!(OSCXCN&0x80) ; /等待晶体振荡器稳定 OSCICN=0x88; /选择外部振荡器为系统时钟源并允许丢失时钟检测器 二、IO口初始化 void PORT_Init (void) XBR0 =0x07; /使能SMBus,SPI0,和UART0 XBR1 =0x04; /P1.0 8; /设初值，1ms时溢出 TL0 = -SYSCLK/1000; TR0 = 1; /开启定时器0 IE|= 0x2; 四、Timer0中断： void Timer0_ISR (void) interrupt 1 TH0 = (-SYSCLK/1000) 8; TL0 = -SYSCLK/1000; if (Count1ms) Count1ms-; if (Count1s) Count1s-; /Count1s初值为1000 else Count1s=1000; SaveMotorCount=MotorCount; /MotorCount为测得每秒脉冲个数 MotorCount=0; SD=SaveMotorCount/2-SetSpeed; /常量SetSpeed的值为转速的预设值，单位为转/秒 SaveMotorCount*=30; /转/分 if (SD) if (SD5)|(SD-5) iDAC0-=SD*4; else iDAC0-=SD; DAC0=iDAC0; 五、外部0中断： void Int0_ISR (void) interrupt 0 MotorCount+; 软件仿真调试方法： （1）观察DAC0的窗口，改变DAC0的数值观察电机转速的变化 （2）使用示波器观察CKMOT的频率计算出电机的转速与七段数码管显示的数值比较，比较速度测量的准确性 （3）改变常量SetSpeed的值(转速的预设值)，观察速度稳定后七段数码管的数值 （4）可将断点设在外部中断INT0的入口和T0中断的入口运行程序观察程序运行是否正常。 结束语： 由于C8051F020的高集成度,因此只需少量外围电路。另外,C8051F020内核与普通51系列兼容,且指令简单易学，可缩短系统开发周期。实践证明，本控制系统精度高，稳定性好，硬件简单且工作可靠,具有很好的推广价值。中国电动自行车的现状与发展趋势时间：2006-5-24 13:16:23 作者：不详 来源：电动车商务网 点击数： 465 一、电动自行车生产现状： 我国的电动自行车经过80年代到90年代初期的二次起落后，进入现在的第三个发展时期，从研制开发到1997年的小批量投放市场至现在其生产和销售呈逐年大幅增长的势头，据助力车专业委员会不完全统计，1998年为5.4万辆，1999年为14万辆，2000年为29万辆，2001年电动自行车的实际产量已超过58万辆。每年都以近倍的速率增长，应该说，电动自行车已进入了成长初期。从品种上来讲电动自行车既有电助动型电动自行车（所谓智能型电动自行车）也有全电动自行车，轮径510mm、560mm、610m m、660mm 均有。传动型式既有轴传动，又有中置式链传动、旁置式齿轮及摩擦传动，近二年来确也推出不少富有新意、富有创意的电动自行车。 目前，一些跨行业的大集团，特别是摩托车、家电等行业都注意电动自行车的市场空间，组织人力、财力的投入、研究、开发电动自行车，再加上一批装配型的小型企业出现，现在全国有近300家的生产厂，电动自行车产业大有一哄而起，蜂拥而上的趋势。但是代理商、销售商都明显地感到有点“乱”，市场上有几百个品牌，上千个型号的电动自行车，按理说应该是多姿多彩的，但大家的感觉却是“似曾相识”，原创型的产品寥寥无几，产品的无差异性，给市场带来的是过早的价格竞争，现在已经出现不同品牌、款式相同的电动自行车价格差高达千元的状况，目前2002年车型的款式有所改观。价格也趋平衡，但还没有百花齐放。在整个市场中，大陆鸽、腾羚、千鹤、依莱达、卧龙、倍特、邦德、华日、英克莱等品牌占了60的销售份额。但不少企业由于经济实力，、技术优势和市场竞争，政策滞后等因素造成压力，淘汰了相当一部份，到目前为止，真正具备产品开发能力、形成生产规模的实际上不到100家。电动自行车的第三次升温，首先得益于政府的支持，交通管理部门将电动自行车列为非机动车，使其享受与自行车相同的上牌、管理待遇。市民购买使用电动自行车如同购买自行车一样方便，无需行驶证、驾驶证，无须每年验车。 电动自行车第三次“起跑”的关键动力是市场需求，近年来，城市范围不断扩大，部份工薪族购买省力轻便的代步工具的需求越来越旺，各城市注重城市环境，对燃油车停止上牌，逐步淘汰。 随着各企业回收废旧电池、统一处理，认同电动自行车是绿色环保交通工具的政府部门及消费者也越来越多，这就进一步促使电动自行车走进了千家万户，电动自行车虽然前景喜人，但各路诸侯市场分割，市场竞争将日趋激烈，甚至白炽化。 二、电动自行车的发展趋势 发展机遇与挑战 从目前情况看，我国电动自行车的发展机遇与挑战并存，从市场前景看机遇大于挑战。 机遇主要有下面几个方面： 一是我国政府日益重视人类赖以生存的环保和环境，由于环保问题，从1997年底起国内已有19个省的57个大中城市相继出台了一些限止摩托车，特别是50CC以下小排量燃油助力车上路行驶的规定，今年又有安徽、山西、陕西等省的13个城市，出台了有关控制摩托车措施。从有关方面公布的数字看，上海、江苏、浙江就有近百万辆燃油助力车要在近三年被淘汰。这在宏观上为电动车的发展创造了一个较好的环境和机遇。 二是人民群众消费水平不断提高，由于城市范围的扩大，上下班路上时间相对拉长，私家汽车消费目前还不适合上班族，所以电动自行车成为老百姓的交通工具已成为可能。 三是我国的石油资源是很缺乏的，2000年原油产量1.6亿吨，进口原油0.73亿吨，成品油0.3亿吨，用汇250亿美元，这还不包括一些走私油品，预测到2010年，原油需求3.6亿吨，国内产量2亿吨，进口1.6亿吨，这意味着45要靠进口。另外据联合国的“政府间气候变化专业委员会（IPCC）”评估，1996年世界上共排放二氧化碳约200亿吨，美国居第一位，占25，其中汽车占排放量20。中国居第二位，占13.5。IPCC在关于二氧化碳排放情况特别报告中指出，20世纪地球表面温升0.40.8，到2100年将比1999年上升1.56，到时地球海平面可能上升15cm95cm。 1997年联合国的京都协议书成为减排温室效应气体的第一个国际性法律文书，中国是缔约国之一，当然也要遵守规定的要求。目前，世界上汽车工业发达的国家，都已对单车二氧化碳的排放量作出明确的降低排放的标准。仅此可见，发展电动车生产，已经涉及到社会发展和经济安全的重大战略问题，中国除了要加速发展电动自行车外，别无出路。电动自行车作为自行车史上具有革命性的交通工具，在给百姓生活带来方便的同时，必将会对国家经济产生积极的影响，据有关部门抽样调查表明：1000万辆自行车，假如有1的人愿意换成电动自行车，以每辆电动自行车售价2500元计，是2.5亿。全国目前自行车社会拥有量为4亿辆，假如1的愿意换成电动自行车，就是100亿，从发展观点来看，发展电动自行车首先可以拉动内需，对国家税收有利，提供大量的就业机会，可以解决电力部门电力过剩问题。 加入WTO后，我们不仅要考虑国内市场，也要放眼国际市场，国际上回归大自然，回归自行车的呼声日高，在欧美，价廉物美的电动自行车更有着巨大的市场需求。许多国家已把电动自行车看作未来交通发展趋势。日本、美国都在推出新型电动自行车，据欧洲 电动自行车促销机构提供的信息，由于受油价上涨和环境意识增强等因素的影响，仅欧洲市场每年电动自行车的需求量就达50万辆。我国电动自行车起步不晚，技术领先。这是我国电动自行车产业近年来飞速发展的重要因素。在此领域，无论从技术角度还是从研制时间看，我们并不落后。只要我们继续努力，把好质量关，可以预计在不久将来，我国的电动自行车将大踏步地走出国门，我国是全世界自行车生产基地，我们完全有能力成为世界电动自行车生产大国和出口大国。 近年来，电动自行车整车性能有大幅度的提高，电动自行车的动力部件电机目前品种多，有刷电机有：有刷高速电机，有刷无齿低速电机。无刷电机有控制器置于电机内的及外置控制器的无刷电机，从形状看有盘式电机，柱状电机及座式电机。品种多，有利于发展新车型，值得高兴的是目前应用于电动自行车的电机大多具有较高的效率，大多数效率超过70，且具有较宽的电机效率曲线平台。一般称之谓效率特性曲线较硬，这能保证当负载及速度变化时，以较高的效率运行。电动自行车的动力源，电池的比能量和寿命近年来均有较大提高，以36V成组的铅酸电池组为例：在充完电后大多数电动自行车的续行里程能超过50公里或接近70公里。 充电器也从原来的开关型向三段式、智能型充电器发展。电动自行车近年来的发展和进步是巨大的，这是广大业者的辛勤劳动和心血的结晶。 动自行车最大的挑战是国内同行激烈的市场竞争，电动自行车企业基本上还停留在国内生产，国内销售的传统模式，囿于国内产销，当然不会有国际性经营网络，可能成为电动自行车走向国际市场瓶颈。 这几年电动自行车的产销量年年翻 一番，但份额仍然是小的，仍属起步阶段、成长阶段，再就各地的销售情况来看，地区间的发展不平衡，真正热销的地区远没有预期的那么多，起伏波动也比较大，原因是多方面的，从中也可以看出电动自行车这个产业，虽然前景看好，但还有许多问题需要解决，很多技术需要提高完善，需要更多的支持和投入。 面对现在的市场态势，我们应该怎么做，对此应该有个理性的认识，要在产品质量、强化品牌效应上花力气，下功夫，走自己的特色之路。 三、今后的工作： 从目前电动自行车市场需求和全国几家较大生产厂家的情况来看，我们认为，要在今后若干年内电动自行车市场占一席之地，必须解决好以下几个问题， 1、优化存量，强强互动，当然应以市场为杠杆。虽然全国几家有一定知名度的电动自行车生产企业都有了一定的规模，但与市场的总体潜力相比，产量偏小。虽然中国自行车协会推荐的九大信誉标志品牌优势已经显现，但生产仍处于拼装的低级阶段，这与目前电动自行车市场的发展和把电动自行车作为新的经济增长点的要求是极不适应的。为使企业的品牌在市场上能有尽可能大的覆盖，必须在思想观念上有一定的变化。江苏电动自行车是生产后劲最强的地区，企业领导要有心理准备和思想准备，运用策略联盟，以致战略联盟为今年五年、十年以后的发展奠定基础，可以使用资金、人员等各种资源来打一个胜仗。我们一定要看到，由于进入WTO以后，经营理念会发生重大变革，外国强强联盟成功的例子很多，中国强强联合成功的例子并不多，因为中国人还没有经受到进入世界贸易经济体系后非常残酷的竞争，国人个性中“宁做鸡头，不做牛尾”是一种非常狭隘的思维方法，会妨碍企业在更深层次上的成长和进步。目前企业