【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 當(dāng)該引腳 為高電平時(shí)， IR2110的輸出被封鎖，輸出端 HO（ 7腳）、 LC（ 1腳）恒為低電平。而當(dāng)該腳為低電平時(shí)，輸出跟隨輸入變化。用于故障（過電壓、過電流）保護(hù)電路。 引腳 6（ VB）及引腳 3（ Vcc）分別為上下通道互鎖輸出級(jí)電源輸入端。用于鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（ 20xx） 9 接輸出級(jí)電源正極，且通過一個(gè)較高品質(zhì)的電容接引腳 2。引腳 3還通過一個(gè)高反壓快速恢復(fù)二極管與引腳 6相連。 （ 2） IR2110的自舉電路 在驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)中， IR2110的自舉電路可以有效的保護(hù) IGBT。 IR2110自舉電路的結(jié)果原理圖如圖 34所示： 圖 34 IR2110自舉電路原理圖 圖 34中 C1及 VD1 分別為自舉電容和快速恢復(fù)二極管 ,C2為 VCC的濾波電容。當(dāng) S1在關(guān)斷期間， C1已經(jīng)充滿電，即 VCC=VC1。在 VM1開通， VM2關(guān)斷期間 ,VC1通過電阻 Rg1與 S1的柵射極間電容 Cg1放電。在 VM1關(guān)斷， VM2開通期間， S1柵電荷經(jīng)Rg1和 VM2快速釋放。在經(jīng)過死區(qū)時(shí)間后， S2開通 VCC經(jīng)過 VD S2給 C1充電。這就是 IR2110的自舉電路原理。 如果自舉電容 C選取的過大 ,可能使 S2關(guān)斷時(shí)電容兩端還沒有達(dá)到要求的電壓，而電容選擇較小則會(huì)導(dǎo)致電容存儲(chǔ)的能量 不夠維持柵源電壓在 S1導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)為一定值。在選擇自舉電容 C1最好選擇非電解電容，電容應(yīng)盡可能的靠近芯片。一般情況下為保證自舉電容將柵源電壓持續(xù)一段時(shí)間 ， 選電容為其最小值的 15倍左右。綜合考慮在設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路時(shí)采用 1uf的電容為 IR2110的自舉電容。 H 橋驅(qū)動(dòng)電路原理 自舉電路輸出端電源 VCC是 12V,輸人信號(hào)端電源 VDD是 5V,C C8是自舉電容 ,D D2是二極管 , C C10是濾波電容 , Q Q Q Q5是 場(chǎng)效應(yīng)晶體管 .當(dāng)Q Q5導(dǎo)通時(shí) , 電機(jī)正轉(zhuǎn) ； 當(dāng) Q Q4導(dǎo)通時(shí) , 電機(jī)反轉(zhuǎn) ； 當(dāng) Q Q5導(dǎo)通時(shí) ,電機(jī)兩極與地短接 , 電機(jī)剎車制動(dòng)。 根據(jù)自舉原理 , 上橋 Q2的導(dǎo)通必須要以下橋 Q4的導(dǎo)通為前提 , 給自舉電容充電。理論上 ,Q2是不能實(shí)現(xiàn)占空比導(dǎo)通的 , 只能達(dá)到 97%。 Q5始終導(dǎo)通 , 接通不同占空比 u可實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)調(diào)速。當(dāng) Q2導(dǎo)通時(shí) , 電機(jī)全速正轉(zhuǎn) ； Q4導(dǎo)通時(shí) , 電機(jī)兩端都接地 , 電機(jī)剎車。同理 , Q4的 不同占空比可實(shí)現(xiàn)電機(jī)反轉(zhuǎn)調(diào)速。 電動(dòng)自行車驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 132Q2IRF32051uF/16VC7104C6D21N4148132Q4IRF320524V10uFC3VCC_5V100uFC112V12VD61N4148R556D41N4148R356HIN1132Q3IRF32051uF/16VC8104C5D11N4148132Q5IRF320524V10uFC4VCC_5V100uFC212V12VR656R456MB1MotorLIN2HIN2LIN1SD SDC9C10LO1VB6VS5HO7COM2VCC3VDD9HIN10SD11LIN12VSS13U3IR2110LO1VB6VS5HO7COM2VCC3VDD9HIN10SD11LIN12VSS13U4IR2110 圖 32 H橋驅(qū)動(dòng)電路 穩(wěn)壓電源 因?yàn)橄到y(tǒng)需要的不同電壓值較多，且由于電機(jī)在正常工作時(shí)對(duì)電源的干擾很大，如果只用一組電源難以防止干擾，為此 在設(shè)計(jì)時(shí)采用了兩組可調(diào)的穩(wěn)壓電源為系統(tǒng)控制單元和驅(qū)動(dòng)單元單獨(dú)供電。 在設(shè)計(jì)時(shí)首先考慮到使用三端可調(diào)穩(wěn)壓集成芯片 LM780和 LM7905。 LM7805系列穩(wěn)壓器輸出連續(xù)可調(diào)的正電壓， LM7905系列穩(wěn)壓器輸出連可調(diào)的負(fù)電壓，可調(diào)范圍為 ~37V，最大輸出電流為 。穩(wěn)壓器內(nèi)部含有過流、過熱保護(hù)電路，具有安全可靠，性能優(yōu)良、不易損壞、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。其電壓調(diào)整率和電流調(diào)整率均優(yōu)于固定式集成穩(wěn)壓構(gòu)成的可調(diào)電壓穩(wěn)壓電源。再利用 LM780 LM7905三端穩(wěn)壓芯片即可形成一個(gè) ~18V可調(diào)和 5V固定輸出的穩(wěn)壓電源。具體設(shè)計(jì)電路圖如下（圖 33）當(dāng) 220V交流電壓經(jīng)過變壓器轉(zhuǎn)換成雙 18V的交流電壓，利用 B2整流橋?qū)崿F(xiàn)整流后，利用了 3300uf大電容 C C2整流，因?yàn)榇笕萘侩娊怆娙萦幸欢ǖ睦@制電感分布電感，易引起自激振蕩，形成高頻干擾，所以穩(wěn)壓器的輸入、輸出端常并入 103瓷介質(zhì)小容量電容 C C4用來抵消電感效應(yīng)，抑制高頻干擾，利用 LM31 LM337穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn) 18V和 18V可調(diào)，最后在經(jīng)過 470uf電解電容 C C8濾波后給 LM780 LM7905穩(wěn)壓后再通過 C C10濾波后輸出 5V直流固 定電壓。 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（ 20xx） 11 圖 33 穩(wěn)壓電源電路 光電測(cè)速電路 本光電測(cè)速模塊的設(shè)計(jì)主要采用型號(hào)為 H42B6光電傳感器 。模塊的工作原理如下，當(dāng)碼盤上的縫隙轉(zhuǎn)到 光電傳感器 所在的位置光敏晶體管接收到光線而導(dǎo)通，此時(shí)原理圖中 a點(diǎn)輸出為低電平 0，當(dāng)圓孔縫隙離開 光電傳感器 所在的位置光敏晶體管因接收不到光線而截止，此時(shí) a點(diǎn)輸出為高電平 1。 圖中 LM358和電阻 R R5組成電壓比較器，起濾波整形的作用 。經(jīng)過 LM358的電壓信號(hào)通過 PCA口 送至單片機(jī)進(jìn)行頻率測(cè)量。 R1390R25kVCC_5VVCC_5VGND GNDPCA32148U3ALM358R410kR510kVCC_5VGNDVCC_5VU4光電開關(guān)a 圖 35 光電測(cè)速模塊原理圖 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)程序?yàn)橐粋€(gè)主程序（包括若干功能模塊），中斷子程序，以及若干個(gè)子程序，共計(jì)三大部分構(gòu)成。按照任務(wù)的定義，每個(gè)功能模塊都能完成某一明確的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)具體的某個(gè)功能，如測(cè)量、計(jì)算、顯示、鍵盤掃描、輸出控制等。本a 電動(dòng)自行車驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 設(shè)計(jì)的總程序設(shè)計(jì)流程圖及其部分主要子程序流程圖如圖 41系統(tǒng)總體 流程圖。 圖 41 系統(tǒng)主體流程圖 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和速度控制程序設(shè)計(jì) include include include include unsigned char PWM0_TEMP= 128。 //占空比設(shè)置，賦初值 0x80 50%占空比 unsigned char duty_cycle。 unsigned char KEY1_F,KEY2_F,KEY3_F,KEY4_F。 //按鍵標(biāo)志位 unsigned char START_F = 0。 //設(shè)置完成，啟動(dòng)標(biāo)志位 void Motor_Ctr_Int(void) { DIR = 0。 //初始化方向 設(shè) IR=1 正 DIR=0 反 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（ 20xx） 13 PWM_DIS。 //初始化時(shí)不輸出 PWM } void PID_Adjust(void) //PWM 調(diào)節(jié)函數(shù) { if(START_F==1) { PWM_DAC(PWM0_TEMP)。 //更新 PWM 參數(shù)，改變輸出占空比 duty_cycle=PWM0_TEMP*100/255。 //占空比計(jì)算 } } void Key(void) { static unsigned int key1_t,key2_t,key3_t,key4_t。 //按鍵有效計(jì)數(shù) if( KEY1 == 0 ) { ++key1_t。 //按鍵去抖 if( key1_t == 5 ) { KEY1_F = 1。 } } else key1_t= 0。 if( KEY2 == 0 ) { ++key2_t。 if( key2_t == 5 ) { KEY2_F = 1。 } } else key2_t= 0。 if( KEY3 == 0 ) { ++key3_t。 if( key3_t == 5 ) 電動(dòng)自行車驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 { KEY3_F = 1。 } } else key3_t= 0。 if( KEY4 == 0 ) { ++key4_t。 if( key4_t == 5 ) { KEY4_F = 1。 } } else key4_t= 0。 } void Key_symbol_process(void) { static unsigned char key4_flag。 //按鍵狀態(tài)標(biāo)志 if( KEY1_F ) { KEY1_F = 0。 PWM0_TEMP++。 //加速 } if( KEY2_F ) { KEY2_F = 0。 PWM0_TEMP。 //減速 } if( KEY3_F ) { KEY3_F = 0。 DIR=~DIR。 //方向切換 } if( KEY4_F ) { KEY4_F = 0。 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（ 20xx） 15 key4_flag++。 //通過標(biāo)志位，設(shè)置個(gè)十百千設(shè)置 if(key4_flag==1) //KEY4P3^5ET1 按第 1次 { PWM_EN。 // 啟動(dòng) START_F = 1。 } if(key4_flag==2) //KEY4P3^5ET1 按第 2次 { START_F = 0。 MOTOR_STOP。 //快速制動(dòng) key4_flag = 0。 } } } PWM 調(diào)速與測(cè)速程序設(shè)計(jì) PCA 捕獲模式 STC12C5A60S2D 系列單片機(jī)中的 PCA 可編程計(jì)數(shù)器陣列含有一個(gè)特殊的 16位定時(shí)器 ，它可與 2 個(gè) 16位捕獲／比較模塊相連。每個(gè)模塊可編程工作在 4 種模式下，即：上升／下降沿捕獲、軟件定時(shí)器、高速輸出或可調(diào)制脈沖輸出。設(shè)計(jì)時(shí)，可將模塊 0 連接到 (CEX0／ PCA0／ PWM0)，模塊 1 連接到 (CEX1／ PCA1／ PWM1)。由于寄存器 CH 和 CL 的內(nèi)容是正在自由遞增計(jì)數(shù)的 16 位 PCA定時(shí)器的值，因此， PCA 定時(shí)器可作為 2個(gè)模塊的公共時(shí)間基準(zhǔn)，并可通過編程工作在 1／ 12 振蕩頻率、 1／ 2振蕩頻率、定時(shí)器 0 溢出或 ECI 腳的輸入 ()。定時(shí)器的計(jì)數(shù)源由 CMOD SFR 的 CPS1 和 CPS0位來確定。 要使 PCA 模塊工作在圖 42 所示的捕獲模式，寄存器 CCAPMn 中的 CAPNn 和CAPPn 至少應(yīng)有一位必須置 1。對(duì)模塊的外部 CEXn 輸入 (包括 CEX0／ 、 CEX1／ 、 CEX2／ 、 CEX3／ 口 )的跳變進(jìn)行采樣時(shí)，若采樣到有效跳變，其 PCA 硬件就將 PCA 計(jì)數(shù)器陣列寄存器 (CH 和 CL)的值裝載到模塊的捕獲寄存器中 (CCAPnL 和 CCAPnH)。 PCA 脈寬調(diào)節(jié)模式 所有 PCA 模塊都可按圖 43 所示的工作模式用作 PWM 輸出。其輸出頻率取決于 PCA定時(shí)器的時(shí)鐘源。由于所有模塊均共用僅有的 PCA 定時(shí)器，所以，它們的輸出頻率相同。各個(gè)模塊的輸出占空比是獨(dú)立變化的，與使用的捕獲寄存器{EPCnL， CCAPnL}有關(guān)。當(dāng) CLSFR 的值小于 {EPCnL， CCAPhL}時(shí)，輸出為低，而電動(dòng)自行車驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 當(dāng) PCACLSFR 的值等于或大于 {EPCnL， CCAPnL}時(shí)，輸出為高。當(dāng) CL 的值由 FF變?yōu)?00 溢出時(shí)， {EPCnH， CCAPnH}的內(nèi)容將被裝載到 {EPCnL， CCAPnL}中。這樣就可實(shí)現(xiàn)無干擾地更新 PWM。使能 PWM模式時(shí)，模塊 CCAPMn寄存器的 PWMn和 ECOMn位必須置位。 圖 42 PCA 捕獲模式 圖 43 PCA 脈寬調(diào)節(jié)模式 PWM 調(diào)制信號(hào)接收模塊 由于要用 PCA1模塊來把上位機(jī)輸出的頻率為 1 kHz的 PWM調(diào)制信號(hào)的頻率提高 (因?yàn)轭l率越高，越容易濾波 )，故將 PCA 定時(shí)器的時(shí)間基準(zhǔn)置為 1／ 2振蕩頻率。用