【正文】 （CMOS、TTL邏輯電平)同時RS232的機械指標規(guī)定：RS232接口通向外部的連接器（插針插頭）是一種“D”型25針插頭。(RS232邏輯電平) 9：ROUT2。 圖55 MAX232各引腳排列圖RS232標準接口中的主要信號是“發(fā)送數(shù)據(jù)”和“接受數(shù)據(jù)”，它們用來在兩個系統(tǒng)或設(shè)備之間傳送信息。所以目前在對傳輸速率要求不高的場合，始終能保有一席之地。圖54電源轉(zhuǎn)換電路 RS232通訊接口RS232是最常用的異步通訊接口。在與地之間接入100k的下拉電阻，可確保有效。圖53給出了利用專用芯片MAX811和設(shè)計的復(fù)位電路圖，人工復(fù)位輸入端采用去抖動電路，故允許通過按鈕人工復(fù)位。但其功耗較大，可靠性差；當電源出現(xiàn)瞬態(tài)降落時，由于RC的響應(yīng)速度較慢，無法產(chǎn)生符合要求的復(fù)位脈沖，另外電阻，電容容易受工作環(huán)境溫度的影響，會給復(fù)位帶來不必要的困難，由于DSP系統(tǒng)的時鐘頻率較高，在運行時極易產(chǎn)生干擾和被干擾，所以需要較高可靠性的復(fù)位電路?？蓪C器周期按倍提高。這里給出諧振器方式的時鐘輸入電路圖，如圖51所示。（4）采用有源晶振還是無源晶振。（2）信號電平。 圖45加速踏板信號轉(zhuǎn)換電路 第五章 DSP外圍電路第五章 DSP外圍電路 時鐘及復(fù)位電路 時鐘電路一般由晶體震蕩器、晶震控制芯片和電容組成，單片機的時鐘產(chǎn)生方式有內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式兩種。當踏板被踏下一定角度時，將輸出0NV的電壓量，輸入電機控制器調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，輸入電壓隨踏板踏下的角度增大而增大。從而增加發(fā)動機進氣量，達到提升轉(zhuǎn)速的目的。 從增量編碼器中檢測到的A、B相電壓方波脈沖信號，經(jīng)光電隔離后進入 74LS14（六反向施密特觸發(fā)器） 轉(zhuǎn)換成幅值較低的脈沖信號輸入到DSP的編碼器接QEP1和QEP2引腳，QEP電路對兩路脈沖的前后沿均進行計數(shù)，產(chǎn)生CLOCK脈沖作為定時器的時鐘輸入，從而不需要再添加任何硬件便可以完成對光電編碼脈沖的四倍頻，這樣就使每轉(zhuǎn)得到4000個脈沖，提高了分辨率。 如圖43所示，本文采用增量編碼器E6B2CWZ6C，它具有體積小，安裝方便，互換性好，抗干擾能力強等優(yōu)點，分辨率在10至2000P/R之間。因存在半個時間單位的問題，可能會有1個時間單位的誤差。使用光電編碼器來測量電機的轉(zhuǎn)速有以下方法：M法：計脈沖法，以固定周期內(nèi)采集到的脈沖數(shù)計算速度。 絕對式編碼器是直接輸出數(shù)字的傳感器，在它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼盤，每條道上有透光和不透光的扇形區(qū)相間組成，相鄰碼道的扇區(qū)數(shù)目是雙倍關(guān)系，碼盤上的碼道數(shù)目是它的二進制數(shù)碼的位數(shù)，在碼盤的一側(cè)是光源，另一側(cè)對應(yīng)每一碼道有一光敏元件，當碼盤在不同位置時，各光敏元件根據(jù)受光照與否轉(zhuǎn)換出相應(yīng)的電平信號，形成二進制數(shù)。 增量式編碼器是直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相；A、B兩組脈沖相位差90，從而可方便的判斷出旋轉(zhuǎn)方向，而Z相為每轉(zhuǎn)一個脈沖，用于基準點定位。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還可提供相位相差90。 光電編碼器簡介光電編碼器，是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。在中斷服務(wù)子程序中，CPU首先判斷所檢測到的是下降沿還是上升沿。四組2輸入端或門的第一個或門的輸入AA2（過電流保護)、B4(溫度保護）、第二個或門的輸入A2（過電壓保護)、B2(欠電壓保護），其輸出結(jié)果Y3經(jīng)光電耦合反應(yīng)到DSP的。當故障出現(xiàn)時，保護電路動作，一方面直接封鎖控制信號輸出，另一方面通知CPU，由CPU關(guān)閉控制信號，實現(xiàn)停機并給出顯示信息。 圖310 電壓保護電路 系統(tǒng)保護電路設(shè)計 本設(shè)計的系統(tǒng)保護電路所用芯片為7432。正是利用這種特性，線性光耦才能達到滿意的線性度。； 4：耐壓能力為一分鐘5000V，最大絕緣工作電壓為1414V； 5：具有0至15V的輸入/輸出范圍。 在本文的電壓檢測中采用線性光耦 HCNR20l 實現(xiàn)了被測模擬信號與控制系統(tǒng)之間的線性隔離。本文僅對蓄電池組電壓的檢測保護作出說明。 圖36溫度信號處理電路 溫度保護電路溫度保護是利用設(shè)定好的電阻進行電壓分壓，如果溫度高于某一設(shè)定值，（對應(yīng)70℃）電壓進行比較，當大于設(shè)定值時，就發(fā)送信號給DSP芯片，DSP芯片就會產(chǎn)生相應(yīng)的中斷，關(guān)閉相應(yīng)的程序，以免系統(tǒng)受損。電路的輸出電壓與溫度的線性關(guān)系，則電阻R=100K，電路的輸出電壓與溫度的線性關(guān)系為:（1）環(huán)境溫度150℃，Vo=1500mV；（2）環(huán)境溫度25℃，Vo=250mV；（3）環(huán)境溫度55℃，Vo=550mV。與熱敏電阻、熱電偶等傳統(tǒng)傳感器相比，具有線性好、精度高、 體積小、校準方便、價格低等特點，非常適合溫度的測量工作。圖34為過流保護電路圖,經(jīng)過電流檢測電路處理后的電壓與設(shè)置的電壓信號（1V和3V）進行比較，電壓比較器LM339輸出高低電平信號，一路信號送入系統(tǒng)保護中的雙四輸入端或門7432中，另一路經(jīng)光電耦合后送入DSP芯片的數(shù)據(jù)輸入端。圖33為信號處理電路。利用兩門運算放大器構(gòu)建求和電路,實現(xiàn)輸入電壓和 +2V基準電壓累加， ～。原邊額定有效值電流為300A，副邊額定有效值電流為100mA，最大測量電流為500A，轉(zhuǎn)換率為1:3000。圖31 霍爾效應(yīng)電流傳感器 由于驅(qū)動系統(tǒng)中的電機正常運行時三相電流平衡，因此只需檢測其中兩相定子電流，第三相電流可計算得到。當原副邊補償電流產(chǎn)生的磁場在磁芯中達到平衡時： NIN= nIM （2） 式中：N為原邊線圈的匝數(shù)；IN為原邊電流；n為副邊線圈的匝數(shù)。當電流流過一根長的直導(dǎo)線時，在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場，磁場的大小與流過導(dǎo)線的電流大小成正比，這一磁場可以通過軟磁材料來聚集，然后用霍爾器件進行檢測，由于磁場的變化與霍爾器件的輸出電壓信號有良好的線形關(guān)系，因此可利用霍爾器件的測得的輸出信號，直接反應(yīng)出導(dǎo)線中的電流大?。? I ∝ B ∝ VH （1） 式中：B為導(dǎo)線通電流后產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度；I為通過導(dǎo)線中的電流；VH為霍爾器件在磁場B中產(chǎn)生的霍爾電壓。電動汽車運行過程中，各部分溫度，電壓等要保持在一定范圍內(nèi)。 基于以上特點，本文中純電動汽車控制系統(tǒng)的核心部分選用LF2407A DSP作為電動汽車的控制芯片如圖22為TMS320LF2407A引腳圖圖22 TMS320LF2407A引腳圖由框圖可知可知，本文以TMS320LF2407A作為電動汽車的控制芯片，而要很好的控制電動汽車，除了芯片自身需要的外部供應(yīng)電路以外，對于電動汽車還有很多的電路，比如燈光、轉(zhuǎn)向、電動車窗等，還有很多的需要檢測及保護的電路的設(shè)計，而本文的設(shè)計只是電動汽車電路設(shè)計的一小部分的電路。 DSP型號選擇 TMS320LF2407A是基于TMS320CZXX型16位定點數(shù)字信號處理器的新型DSP控制器。處理器可以并行處理二到四條指令，每條指令處于流水線的不同階段。 DSP芯片的基本結(jié)構(gòu) DSP芯片的基本結(jié)構(gòu)包括：1. 哈佛結(jié)構(gòu)。如果DSP芯片在某時鐘頻率范圍內(nèi)的任何頻率上能正常工作，除計算速度有變化外，沒有性能的下降，這類DSP芯片一般稱之為靜態(tài)DSP芯片。此外，DSP芯片的發(fā)展，是DSP系統(tǒng)的成本、體積、重量和功耗都有很大程度的下降。從運算速度來看，MAC（一次乘法和一次加法）時間已經(jīng)從80年代初的400ns（如TMS32010）降低到40ns（如TMS32C40），處理能力提高了10多倍。近年來，數(shù)字信號處理理論在不斷取得進步的同時，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的突飛猛進，專用的數(shù)字信號處理器芯片也獲得了飛速發(fā)展。（7） 可以并行執(zhí)行多個操作。（3） 片內(nèi)具有快速RAM，通?？赏ㄟ^獨立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時訪問。 DSP芯片也稱數(shù)字信號處理器，是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的微處理器。20世紀60年代以來，隨著計算機和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號處理技術(shù)應(yīng)運而生并得到迅速的發(fā)展。電動汽車控制器結(jié)構(gòu)日趨完善，功能日趨強大。電動汽車的各子系統(tǒng)之間的相互作用會影響整車的性能。它擔(dān)負著維持電動汽車所有的蓄電池組件工作處于最佳狀態(tài)；采集車輛各個子系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，進行監(jiān)控和診斷。目前推廣電動汽車的主要障礙是一次充電的續(xù)駛里程不足和初始成本較高，而電動汽車的能源系統(tǒng)正是導(dǎo)致這些問題的主要原因。它的任務(wù)是在駕駛員的控制下，高效率地將蓄電池的電能轉(zhuǎn)化為車輪上的動能，或者將車輛上的動能反饋到蓄電池中。電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)包括汽車技術(shù)、電氣技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)和化學(xué)技術(shù)等。 目前電動汽車的主要問題和關(guān)鍵技術(shù) 電動汽車作為機械、電子、能源、計算機、汽車、信息技術(shù)等多種高新技術(shù)的集成 ,是典型的高新技術(shù)產(chǎn)品 ,其最終目標是實現(xiàn)智能化、數(shù)字化和輕量化。此外，電池是電動汽車的動力源泉,也是一直制約電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵因素?？梢娎萌珨?shù)字化的簡單易用性作為今后電動車控制乃至交流傳動系統(tǒng)一個重要的發(fā)展趨勢?？梢灶A(yù)言，在全球性大力推進研究開發(fā)電動汽車技術(shù)的21世紀，電動汽車的產(chǎn)業(yè)化并進入商業(yè)營運市場的實用化時期即將到來。如燃料電池轎車累計運行4000km，燃料電池客車累計運行8000km；混合動力汽車正在一些地方的公交線路上試驗運行，運行超過14萬km；純電動轎車和純電動客車已通過國家有關(guān)認證試驗。國家從維護我國能源安全、改善大氣環(huán)境、提高汽車工業(yè)競爭力及實現(xiàn)我國工業(yè)的跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略高度考慮，自上世紀80年代以來，我國就非常重視電動汽車的發(fā)展，“八五”期間，“九五”期間，正式列入國家重大科技產(chǎn)業(yè)工程項目。 現(xiàn)在豐田的純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車都采用無刷交流永磁同步電機，并對其不斷改進提高，使電動汽車的性價比不斷提高，增加其競爭力，使豐田成為混合動力汽車的先領(lǐng)者。1991年通用、福特和克萊斯勒三大汽車公司組建了美國高效電池聯(lián)合企業(yè)：1994年克萊斯勒汽車公司的甲醇燃料電池汽車Necar3問世；1996年通用、豐田聯(lián)合研制的EVl蓄電池電動汽車進入市場。1975年出現(xiàn)第一輛現(xiàn)代汽油一電動混合動力車輛。研制開發(fā)更節(jié)能、更環(huán)保、使用替代能源的新型汽車成為各大汽車公司的當務(wù)之急，隨著持續(xù)發(fā)展面臨著日趨嚴峻的形勢，從而這些因素都主導(dǎo)著汽車工業(yè)勢必朝著低噪聲、零排放、綜合利用能源的方向發(fā)展。汽車是人類文明的象征與產(chǎn)物，與人類社會文明進程息息相關(guān)，毫無疑問，汽車的發(fā)展脫離不了可持續(xù)發(fā)展的軌道。還描述了加速踏板給定信號轉(zhuǎn)換電路，電池電壓轉(zhuǎn)換，RS232通訊電路等。在收集和查閱了相關(guān)資料后，確定采用以DSP作為主控制器的系統(tǒng)設(shè)計方案。同時隨著能源危機和環(huán)境污染的日益嚴重，發(fā)展一種高性能的電動汽車取代燃油汽車己經(jīng)成為一種必然趨勢。電動汽車作為一種新興的交通工具，它以電為能源，具有零排放無污染的優(yōu)點，具有很好的開發(fā)前景，而隨著能源危機的日益加劇和環(huán)境污染的日益嚴重，電動汽車前景的發(fā)展壯大，己成為一種必然趨勢，所以當今世界各國對電動汽車的研究和開發(fā)越來越關(guān)注。 在本文中，首先概述了汽車研究的背景和意義、發(fā)展現(xiàn)狀、關(guān)鍵技術(shù)等。根據(jù)所選的DSP芯片TMS320LF2407A的功能，對驅(qū)動系統(tǒng)硬件電路進行了系統(tǒng)設(shè)計，主要包括電流、電壓、溫度、速度檢測電路以及過電壓、欠電壓、過電流、溫度保護電路等。在這種嚴峻的形勢下，我國汽車工業(yè)的未來發(fā)展需要我們好好思考。因為如果仍然采用傳統(tǒng)的內(nèi)燃機技術(shù)發(fā)展汽車工業(yè)，將會給燃油的需求和環(huán)境保護造成巨大的壓力。近30年