【正文】 中斷入口重新裝入定時器初值（30H）+1送30H30H送寄存器A清零30H,調(diào)用Z_HUAN子程序，清零速度寄存器（SP_L,SP_H）開中斷A=14H ？中斷返回NY圖 52 中斷子程序流程圖2）正、反轉(zhuǎn)控制模塊子程序正/反轉(zhuǎn)程序入口滅告警指示燈，置正反轉(zhuǎn)標(biāo)志延時10MS按鍵按下？設(shè)定正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)啟動速度SD速度寄存器加1控制字送P1口，根據(jù)位置信息送相應(yīng)的控制字表號根據(jù)相對應(yīng)的表地址，查正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)表表號值送A調(diào)用檢測電機當(dāng)前位置子程序SD值送(31H)A=05H ?調(diào)用10MS延時程序查詢有無加速、急停、停止命令31H減1值送31H31H=0 ?返回NYNYY圖53 正反轉(zhuǎn)子程序流程圖3) 速度顯示模塊子程序開始速度寄存器值倍乘30調(diào)數(shù)值轉(zhuǎn)換程序十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制分別將轉(zhuǎn)換后的BCD碼，個位（40H）,十位（41H）,百位（42H）,千位（43H）分離調(diào)動態(tài)顯示程序返回圖54 速度顯示子程序流程圖4）停止子程序流程圖開始延時10MS，判斷停止按鍵是否的確按下=1 ?Z_B=1 ?F_B=1 ?Z_TAB值送DPTR直接停止F_TAB值送DPTR正轉(zhuǎn)緩慢減速停止返回反轉(zhuǎn)緩慢減速停止退出NYYNYN圖55 停止子程序流程圖5）加減速功能代碼J_SU:JNB ,EXIT1 。 系統(tǒng)程序總體設(shè)計考慮此控制程序不是很復(fù)雜，為了不影響程序執(zhí)行速度，程序全部采用匯編語言編寫?！TCISP 是由智峰工作室提供的公共免費下載工具，是針對STC系列單片機而設(shè)計的，可下載STC89系列、12C2052系列和12C5410等系列的STC單片機，使用簡便，下載程序只需一根串口線即可，現(xiàn)已被廣泛使用。所以電路設(shè)計中必須加一限流保護(hù)電路。STP80PF5STP60NF06功率管驅(qū)動電路分別如下圖412（a）、（b）所示：圖412 功率管驅(qū)動電路上臂采用STP80PF55功率管，低電平導(dǎo)通；下臂采用STP60NF06功率管，高電平導(dǎo)通。目前廣泛使用于電機驅(qū)動控制電路，特別無刷直流電機的驅(qū)動控制。同時，（）用于串口通信。圖46 74LS48引腳功能圖74LS48除了有實現(xiàn)7段顯示譯碼器基本功能的輸入（DCBA）和輸出（Ya～Yg）端外，7448還引入了燈測試輸入端（LT）和動態(tài)滅零輸入端（RBI），以及既有輸入功能又有輸出功能的消隱輸入/動態(tài)滅零輸出（BI/RBO）端。 　　其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。 單片機對片外rom操作時 29腳(psen)輸出低電平；30:ALE/PROG 地址鎖存器；31:EA rom取指令控制器 高電平片內(nèi)取 低電平片外??；32~39:~(注意此接口的順序與其他I/O接口不同 與引腳號的排列順序相反)；40:電源+5V 2）光耦隔離電路：TLP5214TLP521是可控制的光電藕合器件，光電耦合器廣泛作用在電腦終端機，可控硅系統(tǒng)設(shè)備，測量儀器，影印機，自動售票，家用電器，如風(fēng)扇，加熱器，電機等電路之間的信號傳輸，使之前端與負(fù)載完全隔離，目的在于增加安全性，減小電路干擾，減化電路設(shè)計。主要功能模塊組成元件：1） 微機處理系統(tǒng)：STC89C52單片機STC89C52因為其高可靠性、超低價、低功耗、無法解密等優(yōu)勢，實為首選。其工作原理框圖如下圖34所示：圖34 無刷直流電動機基本工作原理框圖直流電源通過開關(guān)電路向電動機定子繞組供電，位置傳感器隨時檢測到轉(zhuǎn)子所處的位置，并根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置信號來控制開關(guān)管的導(dǎo)通和截止，從而自動地控制了那些繞組通電，那些繞組斷電，實現(xiàn)電子換向。在本次畢業(yè)設(shè)計中，裝在無刷電機永磁定轉(zhuǎn)子上的位置傳感器便是霍爾位置傳感器，單片機根據(jù)霍爾信號檢測出轉(zhuǎn)子的位置，從而實現(xiàn)對無刷電機的控制。設(shè)圖中的材料是N型半導(dǎo)體，導(dǎo)電的載流子是電子。無刷直流電動機是由電動機本體、轉(zhuǎn)子位置傳感器和電子換相線路3部分組成，其內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)原理圖和實物圖如下圖圖32 (a)、(b)所示：44位置傳感器（a）霍爾無刷電機內(nèi)部原理圖1 主定子 2 主轉(zhuǎn)子 3 傳感器轉(zhuǎn)子 4 傳感器定子 5 電子換相開關(guān)電路 （b）霍爾無刷電機內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖32 無刷電機基本結(jié)構(gòu)圖定子上開有齒槽，齒槽數(shù)與轉(zhuǎn)子極數(shù)和相數(shù)有關(guān)，應(yīng)是它們的整數(shù)倍。 本論文的主要內(nèi)容本文首先介紹了無刷直流電動機的發(fā)展及應(yīng)用概況，簡單分析無刷直流電動機的組成和原理。無刷直流電動機的發(fā)展歷史及研究應(yīng)用現(xiàn)狀無刷直流電動機自1962年問世以來，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于計算機外圍設(shè)備、辦公自動化設(shè)備、家電產(chǎn)品、音像設(shè)備、汽車、電動車、數(shù)控機床、機器人、醫(yī)療設(shè)備、宇宙飛船、人造衛(wèi)星等方面和領(lǐng)域。無論是電機設(shè)計還是系統(tǒng)設(shè)計，提高效率、節(jié)約能源都具有重要的意義，有著長遠(yuǎn)的社會和經(jīng)濟效益。控制系統(tǒng)中的執(zhí)行電動機應(yīng)該具有下列優(yōu)點：快速性、可靠性高、體積小、重量輕、節(jié)能、效率高、適應(yīng)環(huán)境和經(jīng)濟性。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(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點，又具備直流電機那樣固有的優(yōu)越的起動性能和調(diào)速特性，而無機械式換向機構(gòu)，現(xiàn)以廣泛應(yīng)用于各種調(diào)速驅(qū)動場合，其應(yīng)用前景看好，尤其從當(dāng)今的環(huán)保、能源、效率等綜合因素出發(fā)，水磁無刷直流電機可望在未來的電動車及冰箱或空調(diào)類永磁壓縮機領(lǐng)域占有主導(dǎo)地位。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。在可控性方面，直流電動機的輸出轉(zhuǎn)矩和繞組流過的電流成線性關(guān)系，直流電動機的起動轉(zhuǎn)矩又大，因此可控性很好、很方便。在經(jīng)濟性方面，隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，電子工業(yè)的發(fā)展，電子元器件的價格不斷的下降。如今的無刷直流電機集特種電機、變速機構(gòu)、檢測元件、控制軟件與硬件于一體，形成為新一代電動調(diào)速系統(tǒng)，且體現(xiàn)著當(dāng)今應(yīng)用科學(xué)的許多最新成果，因此其是機電一體化的高科技產(chǎn)物，在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。無刷直流電動機的結(jié)構(gòu)及工作原理 無刷直流電動機屬于三相永磁同步電機的范疇，永磁同步電動機的磁場來自電動機轉(zhuǎn)子上的永久磁鐵。且由于磁通不可能集中、氣隙磁密度低，電極呈現(xiàn)凸的特性。霍爾效應(yīng)是一種磁電效應(yīng)，是德國物理學(xué)家霍爾1879年研究載流導(dǎo)體在磁場中受力的性質(zhì)時發(fā)現(xiàn)的。 在洛侖茲力的作用下，電子向一側(cè)偏轉(zhuǎn)，使該側(cè)形成負(fù)電荷的積累，另一側(cè)則形成正電荷的積累。為了使直流電動機旋轉(zhuǎn)，需要通過換向器和電刷不斷的改變電樞繞組中電流的方向，使兩個磁場的方向始終保持相互垂直，從而產(chǎn)生恒定的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動電動機不斷轉(zhuǎn)動。系統(tǒng)組成及主要器件簡介系統(tǒng)原理框圖如下圖41所示：微機處理中心單片機I/O口輸出驅(qū)動電路光耦隔離電路功率變換電路霍爾信號光耦隔離電路M速度顯示電路按鍵電路工作指示燈程序下載電路 圖41 總體設(shè)計原理框圖考慮成本問題，主控芯片選用市場上普通STC89C52單片機作為主控中心，單片機輸出與輸入的信號先經(jīng)過光耦隔離（目的消除干擾），運行時，首先采集電機的霍爾信號送主機進(jìn)行處理，同時輸出相應(yīng)的控制字，六個功率管分成上下臂兩部分，通過控制字來控制上下臂有序的導(dǎo)通，從而達(dá)到電機三相有序通電，使電機有序運轉(zhuǎn)。rst復(fù)位鍵；10 .11腳:RXD串口輸入 TXD串口輸出；12~19:I/O p3接口 (12,13腳 INT0中斷0 　　內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個部分： 　　第一部分是電荷泵電路。 　　第三部分是供電。 單片機設(shè)計及接口電路單片機設(shè)計系統(tǒng)原理電路圖如下圖48所示：圖48 單片機設(shè)計及接口電路單片機P0口接按鍵電路，接收用戶指令。 速度顯示電路圖410 速度顯示電路考慮到單片機I/O口資源的富余，直接采用并口輸出數(shù)據(jù)。還可應(yīng)用在要求低電荷驅(qū)動?xùn)艠O的電路。表42 霍爾信號與相位控制字的真值表注：“1”=高電平，“0”=低電平，“X1”=無論什么，“1”=高阻態(tài)無電流，“+”=正電流，“”=負(fù)電流圖414 電平對應(yīng)圖通過上面對無刷電機工作原理的介紹，只需改變開關(guān)管的通電順序就可以實現(xiàn)電機的反轉(zhuǎn)。如此下去，電流被限制在U0/R15上下，達(dá)到限流的目的。5 此系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法（對于較大的系統(tǒng)，更應(yīng)如此）。按鍵未按下，返回原工作程序DEC SDDEC SD 。AH管截止CLR 。,H1,H2SWAP A 。速度處理程序（倍乘30），將速度轉(zhuǎn)換到R/MMOV A,SP_LMOV B,30MUL ABMOV R4,BMOV SP_L,AMOV A,SP_HMOV B,30MUL ABADD A,R4MOV SP_H,ARET6系統(tǒng)調(diào)試 硬件調(diào)試 首先在焊接前檢查元件是否有壞的（很容易檢查的），確認(rèn)無誤后開始安裝元件，焊接時一定要做到細(xì)心認(rèn)真，必須避免假焊，以上兩步完成后，才開始進(jìn)入硬件調(diào)試。在保證安裝無誤后，用替換方法排除錯誤。轉(zhuǎn)到中斷程序ORG 0030HMOV TMOD,10H 。中斷計數(shù)器MOV A,30HCJNE A,0AH,L1 。4）、當(dāng)編程涉及到有關(guān)通信，時序是很重要的。由于在硬件設(shè)計的時候，電路板各個模塊之間是斷開的，組合時用跳子進(jìn)行連接，這就給調(diào)試提供了方便。7 小結(jié) 畢業(yè)設(shè)計總結(jié)與體會隨著國慶的到來，畢業(yè)設(shè)計也接近了尾聲。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。最后詳細(xì)介紹了基于STC89C52單片機的霍爾直流無刷電動機控制器系統(tǒng)的硬件和軟件的設(shè)計過程，工作原理，并對每一個模塊電路作了詳盡的介紹。在這次畢業(yè)設(shè)計中，非常感謝我的指導(dǎo)老師劉海老師，他給予了我很大的幫助，在整個畢業(yè)設(shè)計過程中耐心的指導(dǎo)并不斷鼓勵本人，給本人提出許多寶貴意見，正是在他的幫助下我才能順利地完成畢業(yè)設(shè)計。//P0口接按鍵，以及工作指示燈。存放轉(zhuǎn)速值（低位）SP_H EQU 35H 。清零速度低位存儲器MOV 40H,00H 。是否啟動電機JMP MAIN。置反轉(zhuǎn)標(biāo)志為0MOV TMOD,10H 。停止電機工作命令JB ,Z_ZHUAN 。置反轉(zhuǎn)標(biāo)志為0SETB 。查正轉(zhuǎn)控制字表MOV R2,AMOV A,P1ANL A,11000000B 。停止按鍵未按下，返回原工作程序MOV C,Z_BJC Z_T_ZHIMOV C,F_BJC F_T_ZHIT_4:MOV P1,11111000B 。轉(zhuǎn)速控制寄存器加一MOV A,SDCJNE A,40H,T_0 。置正轉(zhuǎn)標(biāo)志為0MOV DPTR,F_TAB 。查詢有無加速命令DJNZ 31H,F_3LJMP F_0F_EXIT:RETF_TAB:DB 32H,1AH,19H,29H,2CH,34H 。停止電機工作命令JB ,J_TING 。CH管截止SETB 。按鍵未按下，返回原工作程序DEC SDDEC SDDEC SD 。清零速度寄存器低位L1:SETB TR1 。MULD: 。千位送顯示LCALL YANSHIRE