【正文】 。 十進制 輸入 BI/RB0 輸出 LT RBI DCBA a b c d e f g 0 H H 0000 H 1 1 1 1 1 1 0 1 H X 0001 H 0 1 1 0 0 0 0 2 H X 0010 H 1 1 0 1 1 0 1 3 H X 0011 H 1 1 1 1 0 0 1 4 H X 0100 H 0 1 1 0 0 1 1 5 H X 0101 H 1 0 1 1 0 1 1 6 H X 0110 H 0 0 1 1 1 1 1 7 H X 0111 H 1 1 1 0 0 0 0 8 H X 1000 H 1 1 1 1 1 1 1 9 H X 1001 H 1 1 1 0 0 1 1 南昌航空大學學士學位論文 18 圖 44 正轉狀態(tài)顯示圖南昌航空大學學士學位論文 19 圖 45 反轉狀態(tài)顯示圖 中斷服務程序及其流程圖 從換相過程中的轉矩脈動角度來看， H_PWML_PWM 方式的轉矩脈動最大，以及根據(jù)老師的建議，因此選擇 H_PWML_PWM 方式進行調速控制。 顯示子程序流程圖 接 74ls48 芯片的四個輸入端控制數(shù)碼管的段選通， 輸出電機控制字，經光耦隔離后到 ir2103 驅動芯片的輸入端，控制功率管的導通， 接三個霍爾信號， 接蜂鳴器（起報警作用）， 為 PWM 波的輸出端， 接 74ls138 譯碼器的輸入端，控制數(shù)碼管的位選通。通過不停地查詢霍爾狀態(tài)得到 hall 當前的值，再運用 switch～ case 語句查表獲取控制字送到 P1 口低六位以控制功率管。 default: P1=0x15。 case 0x03: P1=0x34。 case 0x06: P1=0x0d。 正反轉程序流程圖 表 41 正轉霍爾狀態(tài)與控制字對應關系表 霍爾狀態(tài) 101 100 110 010 011 001 hall 值 0x05 0x04 0x06 0x02 0x03 0x01 控制字 0x13 0x07 0x0d 0x1c 0x34 0x31 表 42 反轉霍爾狀態(tài)與控制字對應關系表 霍爾狀態(tài) 101 001 011 010 110 100 hall 值 0x05 0x01 0x03 0x02 0x06 0x04 控制字 0x1c 0x0d 0x07 0x13 0x31 0x34 圖 42 正轉流程圖 Z_ZHUAN() 通過 switch查詢獲得相應控制字賦給 P1口 開始 返回到主程序 南昌航空大學學士學位論文 16 定義變量 i=0,將兩個值進行分離分別得到個、十位 開始 {switch(hall) { case 0x05: P1=0x13。 } display(z_s,sd)。 while(flag_s) { if(temp==1) { sd=((count/12)/140)*1000。 while(1) 南昌航空大學學士學位論文 14 啟動 鍵是否按下？ { if(s1==0) { delay(10)。 系統(tǒng)程序總體設計 本設計采用 C語言來編寫程序，程序分模塊完成，主要包括：按鍵查詢模塊、工作子程序、正反轉、速度顯示、中斷服務程序等。 軟件系統(tǒng)概述 單片機測控系統(tǒng)的軟件設計和一般在現(xiàn)成系統(tǒng)機上設計一個應用軟件有所 不同，后者是在系統(tǒng)機器操作系統(tǒng)等支持下的純軟件設計，而單片機的軟件設計是在裸機條件下開始的，而且隨系統(tǒng)的不同而不同。 圖 34 驅動電路原理圖 南昌航空大學學士學位論文 13 第四章 軟件設計 系統(tǒng)主要應用軟件簡介 Keil c單片機開發(fā)軟件簡介 Keil C51 是美國 keil software 公司出品的 51系列兼容單片機 C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結構上、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。 系統(tǒng)組成 及主要器件簡介 系統(tǒng)原理框圖如圖 31所示： 圖 31 無刷直流電機總體設計原理框圖 單片機設計及接口電路 單片機設計原理圖 如圖 32 所示： 圖 32 單片機設計及接口電路 南昌航空大學學士學位論文 12 單片機 、 、 、 、 接按鍵電路，接收用戶指令， P0 口低四位（ ）接 74ls48 芯片的四個輸入端，控制數(shù)碼管的段選通，高三位（ ）接 74ls138 譯碼器的輸入端，控制數(shù)碼管的位選通。 南昌航空大學學士學位論文 10 下圖是未使用 PWM 調速與經 PWM 調速后的三相驅動電流對 比圖。這種方式的特點是下橋臂開關管總是負責 PWM控制，同時也使每個 60176。這種方式的特點是上橋臂開關管總是負責 PWM控制，同時也使每個 60176。這種方式的特點是上下橋臂開關管交替 PWM 控制，每個 60176。 （ 2） ON_PWM 方式： 該方式是指每個開關管在 120176。進行PWM 控制，后 60176。 表 22 二二導通方式下 換相順序及控制字 (逆時針方向轉動 ) Hu Hv Hw hall(霍爾狀態(tài)值 ) 導通管 單片機 控制字 1 0 1 0x05 V V4 0 1 0 0 1 1 0x13 1 0 0 0x04 V V6 0 0 0 1 1 1 0x07 1 1 0 0x06 V V6 0 0 1 1 0 1 0x0d 0 1 0 0x02 V V3 0 1 1 1 0 0 0x1c 0 1 1 0x03 V V5 1 1 0 1 0 0 0x34 0 0 1 0x01 V V5 1 1 0 0 0 1 0x31 圖 27 無刷直流電機 順時針轉時 各霍爾狀態(tài)與導通管對應關系 南昌航空大學學士學位論文 9 表 23 二二導通方式下 換相順序及控制字 (順時針方向轉動 ) Hu Hv Hw hall(霍爾狀態(tài)值 ) 導 通管 單片機 控制字 1 0 1 0x05 V V3 0 1 1 1 0 0 0x1c 0 0 1 0x01 V V6 0 0 1 1 0 1 0x0d 0 1 1 0x03 V V6 0 0 0 1 1 1 0x07 0 1 0 0x02 V V4 0 1 0 0 1 1 0x13 1 1 0 0x06 V V5 1 1 0 0 0 1 0x31 1 0 0 0x04 V V5 1 1 0 1 0 0 0x34 無刷直流電機 PWM調速方式介紹 課題要求電機運轉速度是可調節(jié)的，并且需要用 閉環(huán)控制程序實現(xiàn) 調速，本設計采用 PWM 方式進行軟件調速。 圖 26 無刷直流電機 逆時針轉時 各霍爾狀態(tài)與導通管對應關系 硬件設計選用的是 IR2103 芯片作為驅動芯片，這款芯片可以很好地保護功率管，短時間電流過大，可避免功率管燒壞，這給調試帶來方便和安全性。 電角度，線圈繞組的利用率增加了，轉矩波動減小了 。當 V V6 導通時，電流流向為：電池正極→ V1→ U 相線圈繞組→ W相線圈繞組→ V6→電池負極。根據(jù)圖 26的 MOSFET 功率管命名關系，功率開關管的導通順序為： V V6→ V V3→ V V2→ V V5→ V V4→ V V1。 圖 24 直流無刷電機工作原理框圖 本文所有討論的都是三相星型鏈接的無刷直流電機。開關型霍爾傳感器可分為三種：單極性、雙極性和鎖存型 ， 作為無刷直流電動機的位置傳感器開關 型 霍爾傳感器更合適。霍爾傳感器是以霍爾效應原理為基礎工作的一種磁傳感器，可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關的場合中使用。 霍爾位置傳感器 常用的無刷直流電動機位置傳感器有三種電磁式、光電式和霍爾位置傳感器。 無刷直流電機的結構 圖 22 為無刷直流電機的示意圖，它主要由轉子（永磁體）、線圈繞組的定子和位置傳感器組成。只要在電刷 A、 B兩端通入一定的直流電流，電機的換向器就會自動改變電機轉子的磁場方向，這樣，直流電機的轉子就會持續(xù)的運轉下去。 南昌航空大學學士學位論文 4 第二章 無刷直流電機的工作原理及控制方案 三相永磁無刷直流電機 一般由電子換相電路、轉子位置檢測電路和電動機本體三部分組成 ， 電子換相電路一般由控制部分和驅動部分組成，而對轉子位置的檢測可以通過用傳感器的 方法或無位置傳感器技術進行確定。 第四章 詳細介紹無刷直流電機控制器的各功能的軟件設計。 ⑤ 最終產品方案的設計，包括原理圖、 PCB 和源代碼。 當今世界對無刷直流電機的研究熱點 當今世界對無刷直流電機的研究熱點主要集中在以下三個方面 : (l)從電機設計和控制策略等方面出發(fā) ， 研究無刷直流電機轉矩波動抑制方法 并， 擴大其應用范圍 ； (2)設計可靠、小巧、通用性強的集成化無刷直流電機控制器 ； (3)研究無位置傳感器控制技術以提 高系統(tǒng)的可靠性 ， 進一步縮小電機控制系統(tǒng)的尺寸與重量。 我國的無刷直流電機也已在航模、醫(yī)療器械、家用電器、電動車等多個領域得到廣泛應用 ， 并在深圳、長沙、上海等地形成初具規(guī)模產業(yè)鏈 ， 在技術上不斷推進行業(yè)發(fā)展。 1986年， ，指出了無刷直流電動機的研究領域，成為無刷直流電動機的經典文獻，標志著無刷直流電動機在理論上走向成熟。 70年代初 ，隨著電機技術及其相關學科的迅猛發(fā)展，無刷直流電機進入了實用階段，在計算機外設等領域開始應用，還先后研究成功方波和正弦波無刷直流電機。為了取代有刷直流電動機的機械換向裝置，人們進行了長期的探索。本設計就是基于此市場需求，詳細介紹了一種 基于普通的 STC89C52單片機作為主控芯片的無刷直流電動機控制器的設 計。 永磁無刷直流電動機是近年隨著電力電子器件及新型永磁材料發(fā)展而迅速成熟起來的一種新型機電一體化電機，既具有交流電機的結構簡單、運行可靠、維護方便等優(yōu)點，又具備直流電機固有的優(yōu)越的 啟 動性能和調速特性 。 就電動機而言， 傳統(tǒng)的 有刷 直流電動機以機械方法進行換向 ,存在著相對的機械摩擦 ,由此 存在 噪聲、火花、無線電干擾以及壽命短等致命弱點 ,制造成本高及維修困難等缺點 ,大 大地限制了它的應用范圍。 然而 專 用控制芯片優(yōu)點固然多，但往往價格比較昂貴 ， 在一些控制要求精度不是很高的場合，就需要能有一種工作穩(wěn)定、價格又比較低廉的控制器。但是，有機械接觸電刷換向器降低了系統(tǒng)的可 靠性， 使得 其在很多場合中 無法 使用。無刷直流電動機的發(fā)展在很大程度上取決于電力電子技術的進步，當時大功率開關器件僅處于初級發(fā)展階段，可靠性差，價格昂貴，加上永磁材料和驅動控制技術水平的制約 ，使得無刷直流電動機自發(fā)明以后的一個相當長的時間內，性能都不理想，只能停留在實驗室階段，無法推南昌航空大學學士學位論文 2 廣使用 。在 1978年漢諾威貿易博覽會上，前聯(lián)邦德國的 MANNESMANN公司正式推出了 MAC無刷直流電動機及其驅動器，引起了世界各國的關注，隨即在國際上掀起了研制和生產無刷直流系統(tǒng)的熱潮，這 也 標志著無刷直流電動機走向實用階段。經過多年的努力，國內目前