【正文】 能。虛線框內(nèi)的部分就是PSoC 的結(jié)構(gòu)單元，他由許多模擬PSoC 模塊和數(shù)字PSoC 模塊以及可編程互聯(lián)陣列（PIA）構(gòu)成。 模擬PSoC 塊的基本結(jié)構(gòu)。開關(guān)在2 個輸入和輸出之間來回切換。這7 種AD 模塊以及它們所使用的數(shù)字模塊和模擬模塊數(shù)、API 函數(shù)所占用的存儲器資源、分辨率、轉(zhuǎn)換速率以及輸入時鐘頻率見表1 所列。這就是可編程片上系統(tǒng)的動態(tài)重新配置能力。（2）剎車電路 剎車控制采用實時響應方式, 當系統(tǒng)檢測到剎車信號后, 立即使單片機輸出的PWM 信號變?yōu)榱忝}寬, 使電子開關(guān)斷開, 電機失電。 因此本方案采用改變電機驅(qū)動電壓的方法實現(xiàn)電機調(diào)速。對電機的保護還必須設(shè)置電機過熱保護, 單片機循環(huán)檢測電機過熱信號，一旦檢測到過熱信號,立即切斷主回路電流。定時1ms產(chǎn)生中斷，中斷程序中查詢換相標志，一旦開始換相，對毫秒進行計數(shù)，直至下一次換相開始，這樣可以測得兩次換相之間的時間，間接測得電動機轉(zhuǎn)速。進入模塊放置及連接界面。用硬件完成功能，可以改善性能、加快速度，但增加了硬件成本，若用軟件代替硬件功能，可以減少元器件數(shù)目。剛開始是顯示的錯誤竟然有一百多個，后來經(jīng)過耐心的修改，終于把錯誤消滅了，主要的錯誤是元件封裝名不對和元件管腳號不對。從中更深刻體會自學能力的重要性，對于即將步入工作崗位的我來說，自學能力猶為重要。最后還要感謝學校給我們足夠的時間和空間，讓我通過此次畢業(yè)設(shè)計，對以前的學習做一個很好的鞏固和應用，給我大學四年畫上一個完美的句號。在這段時間，在不斷遇到困難，解決困難的過程中學到了以前從沒有學到的東西。有些庫中沒有的元件的封裝圖需要自己畫。第三步是將project、文件傳輸?shù)絇od中，目的就是把在ROM中的數(shù)據(jù)傳送到仿真器。基于PSoC 的項目開發(fā)包含下述三個步驟，實際開發(fā)過程很可能多次反復?！败泦印狈桨缚稍谙到y(tǒng)軟件編制中加以實現(xiàn)。（2） 平均保護電流值的設(shè)定要根據(jù)電機的特性來設(shè)定。4．1 程序總體流程圖，整個軟件的設(shè)計大致可以分為以下幾個任務：上電初始化、剎車、調(diào)速、換相及判斷是否過載、欠壓等。電源電壓48伏通過電阻分壓，得到的電壓值由PSOC芯片讀取，當電源電壓低于門檻電壓時，PSOC切斷電路，起到欠壓保護的作用。在PSOC芯片內(nèi)共有2個256字節(jié)的寄存器空間。本課題設(shè)計的智能控制器選用PSOC芯片數(shù)字模塊中的時鐘模塊（TIMER）、脈寬調(diào)制（PWM）；模擬模塊中的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊（ADC）以及模擬開關(guān)電容模塊（AMUX）和硬件配置模塊可編程增益放大器（PGA）。SC 模擬PSoC 塊可以用來實現(xiàn)更復雜的模擬功能模塊如：雙二階濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC。計數(shù)器的時鐘可以通過編程連到器件內(nèi)的任何一個時鐘源上。比較單元總線連接模擬單元總線的輸出到數(shù)字模塊的輸入。中斷向量寄存器（INTVC）保存等待中斷的具有最高優(yōu)先級的中斷，當被寫時以前的所有等待中斷的向量都被清除。它的寄存器分為兩塊，即BANKO和BANK1，它們都是256字節(jié)，都是特殊功能寄存器。PSoC設(shè)計系統(tǒng)的保密性體現(xiàn)在兩個方面：一是PSoC芯片集成了系統(tǒng)的大部分硬件，相當于“硬件加密”；二是程序編譯鏈接形成目標代碼時，可以選擇部分或全部不可讀，相當于“軟件加密”，從而有效地保護了知識產(chǎn)權(quán)。在電動機啟動階段，速度變化率高，電流參考信號輸入大，此時電流誤差信號大，得到的輸出占空比高，加在電動機上的電壓平均值增大，保證在啟動階段維持一個較高的啟動轉(zhuǎn)矩，同時對電流參考信號幅值加以限制從而避免啟動電流過大而損壞電動機。人們在各種各樣的微控制器和嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)，并非不同的設(shè)計就必須用完全不同的外圍器件；相反，這其中有大量共同的部分，因此，啟發(fā)了芯片設(shè)計工程師建立這種可配置微控制器。與有刷直流電動機不同，無刷直流電動機的永久磁鋼磁極安放在轉(zhuǎn)子上，而電樞繞組安裝在定子上。在進入21世紀的今天，電機控制技術(shù)有了飛躍發(fā)展。各國政府對環(huán)境的重視和相應法規(guī)的出臺也使得電動車的開發(fā)更具有迫切性和商業(yè)前景。 目錄第一章 引言 31．1 課題設(shè)計背景 31．2 永磁無刷直流電機的發(fā)展 41．3 關(guān)于PSOC的介紹 6第二章 智能控制器的體系結(jié)構(gòu) 82．1 控制器功能介紹 82．2系統(tǒng)總體方案設(shè)計 8第三章 智能控制器硬件方案設(shè)計 123．1 PSOC的內(nèi)部資源與結(jié)構(gòu) 12 PSOC的內(nèi)部資源 12 PSOC 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 143．2 Cy8c24423的內(nèi)部資源 17 ADC模塊工作原理 19 動態(tài)配置能力及實現(xiàn)方法 213．3 智能控制器硬件方案設(shè)計 21 驅(qū)動電路 22 過流保護電路 22 欠壓保護電路 23 調(diào)速剎車電路 24 電源電路 25第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 264．1 程序總體流程圖 284．2 具體軟件設(shè)計方案 30 電機調(diào)速方案 30 電機及控制器保護方案 30 欠壓保護方案 31 剎車控制方案 324．3 PSOC開發(fā)環(huán)境介紹 33 PSOC開發(fā)環(huán)境 33　與傳統(tǒng)單片機系統(tǒng)設(shè)計方案的比較 33第五章 設(shè)計中遇到的問題及解決方法 35 設(shè)計中遇到的問題 35 繪制原理圖中遇到的問題 36第六章 結(jié)論 37致謝 39參考文獻 40第一章 引言1．1 課題設(shè)計背景本課題是用PSOC芯片控制電動自行車，PSOC芯片控制無刷直流電動機用于電動自行車，既可以完成一系列個性化定制，又可以減小產(chǎn)品的體積和成本、降低系統(tǒng)設(shè)計周期。從上世紀60年代至今，電動車的開發(fā)主要經(jīng)歷三個發(fā)展階段：20世紀90年代以前，蓄電池電動車——以蓄電池作為系統(tǒng)的動力源。電動機是電動自行車動力系統(tǒng)的核心。位置傳感器也有相應的兩部分，轉(zhuǎn)動部分和電動機本體中轉(zhuǎn)子同軸連接（轉(zhuǎn)動部分通常由電機轉(zhuǎn)子代替），固定部分與定子連。通過在芯片內(nèi)建立一些通用的數(shù)字和模擬塊（Digital and analog block），把它們配置成微控制器的各種功能模塊。功率變換電路采用三相橋式結(jié)構(gòu)，三相繞組需6個開關(guān)器件，功率驅(qū)動電路采用分立元件（三極管、電阻、電容）構(gòu)成，相對于集成芯片，成本低廉。 PSOC動態(tài)配置界面第三章 智能控制器硬件方案設(shè)計 3．1 PSOC的內(nèi)部資源與結(jié)構(gòu) PSOC的內(nèi)部資源CYPRESS MICROSYSTEMS INC生產(chǎn)的PSOC是新一代功能強大的8位可配置微控制器。通過設(shè)置CPUF中的XIO來選擇BANK0還是BANK1。INTMSK0（地址：Bank0，e0h）INTVC的8位值保存著等待中的最高優(yōu)先級的中斷，如果INTVC被寫，所有以前的等待中斷被清。, PSoC 內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為2 大塊。將2個PSoC 塊并連在一起可以構(gòu)成一個16b計數(shù)器，同樣更多的PSoC 并連可以構(gòu)成24b及32b的計數(shù)器。 塊的基本結(jié)構(gòu)。其中模擬開關(guān)電容模塊起多路開關(guān)作用；PGA起放大電壓和電流信號的作用，并且增益有MCU自動調(diào)節(jié)。這些寄存器空間可以用于個性化和參數(shù)化設(shè)定片上資源和數(shù)據(jù)讀寫；通過系統(tǒng)提供的PSOC　DESIGNER開發(fā)工具，設(shè)計人員可以合理地配置數(shù)字和模擬PSOC BLOCK參數(shù)，并且寫入PSOC芯片的閃速存儲器中，完成PSOC芯片設(shè)計工作。其中的電容起濾波抗干擾的作用。剎車子程序序過流保護子程序欠壓保護子程序讀取手柄電壓轉(zhuǎn)速環(huán)計算子程序電流環(huán)計算子程序停車子程序大于起動門檻占空比設(shè)定子程序程序初始化換向子程序 4．2 具體軟件設(shè)計方案 電機調(diào)速方案直流電機調(diào)速可采用的方法[1] ：改變電機勵磁電流、在電機繞組中串接電阻、改變電機的驅(qū)動電壓。平均保護電流值是根據(jù)電動自行車在正常負載下，爬行一定坡度路面時的平均電流而設(shè)定的。.實際應用過程中，由于程序任務較多，特別是電動機在高速運轉(zhuǎn)時，如何滿足控制的實時性很重要，所以對各任務時序要做精心安排。限于篇幅，簡述如下：(1) 器件層編輯這相當于傳統(tǒng)的硬件設(shè)計。第五章 設(shè)計中遇到的問題及解決方法5．1設(shè)計中遇到的問題本課題是基于PSOC的無刷直流電動機智能控制器的開發(fā)，設(shè)計初期對PSOC一點不了解，由于比較前沿，普通書市甚至沒有關(guān)于PSOC的書賣，查閱資料是件比較困難的事；對PSOC芯片完全的熟悉是一個艱難的過程，不過通過老師的指點和同學的幫助，慢慢了解了PSOC系列產(chǎn)品的先進性，利用芯片內(nèi)部可編程互列陣列，可以有效的配置片上的模擬和數(shù)字電路資源，達到可編程的目的。第一次檢查原理圖時，出現(xiàn)12個錯誤，最后檢查出來全部是連線的問題，看似連好的線，許多還是斷開的，連線時需要看到有點出現(xiàn)才算連好。大學幾年，不斷鍛煉了自學能力，也做過一些課程設(shè)計，短時間的設(shè)計，沒有深刻理解到所學東西應用到實際的全過程。參考文獻［１］ 《PSOC片上系統(tǒng)的原理與應用》何永義 郭帥 王文斌 田應仲等上海大學出版社［２］ 《Cypress MicroSystem CY8CxxxFamily Data Sheet》 Cypress MicroSystem,［３］ 《Cy8c24*** Data Sheets》　 Cypress　inc［４］　《運動控制系統(tǒng)》李寧 陳桂等 高等教育出版社［５］　《實用電機控制》王季秩等 上?？茖W技術(shù)出版社［６］ 《直流無刷電動機原理及應用》 張琛 機械工業(yè)出版社［７］ 《電路原理圖與電路板設(shè)計教程》 夏路易、石宗義 北京希望電子出版社 ［８］　《電力電子器件及應用》李序葆 趙永建 機械工業(yè)出版社［９］　《電機及拖動基礎(chǔ)》顧繩谷 機械工業(yè)出版社［１０］　《無刷直流電動機》 葉金虎等 科學出版社［１１］　《電動機控制電路應用實例》 何希才、姜余祥等 中國電力出版社 ［１２］　《直流無刷電動機原理及應用》 張琛 機械工業(yè)出版社