【正文】 通道。IR2101 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 37 所示。 圖 37 IR2101 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 HIN 為邏輯輸入高；LIN 為邏輯輸入低；VB 為高端浮動供應(yīng)；HO 為高邊柵極驅(qū)動器輸出；Vs 為高端浮動供應(yīng)返回；Voc 為電源；LO 為低邊柵極驅(qū)動器輸出；COM為公共端。 圖 39 為一橋臂 IR2101 的接法。D2 是快恢復(fù)二極管 BYT30，C4 為自舉電容,選取C4 的電容值為 。 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 19 頁 共 63 頁 圖 38 三相全橋逆變器 圖 39 IR2101 接法 轉(zhuǎn)速檢測電路轉(zhuǎn)速檢測電路采用逐次比較型 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換器 AD1674，采用雙極性輸入方式，由于輸入電壓范圍為+10V~10V 所以在無刷電動機(jī)的 omega 輸出端接滑動變阻器分壓。AD1674 是美國 AD 公司生產(chǎn)的 12 位逐次比較型 A/D 轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換時間為 10?s，單通道最大采集速率 100kHz。由于芯片內(nèi)有三態(tài)輸出緩沖電路，因而可直接與各種典型的8 位或 16 位的單片機(jī)相連，AD1674 片內(nèi)集成有高精度的基準(zhǔn)電壓源和時鐘電路，從而使該芯片在不需要任何外加電路和時鐘信號的情況下完成 A/D 轉(zhuǎn)換且采用并行輸出，使用非常方便。AD1674 的主要特點包括：具有可控三態(tài)輸出緩沖器；12 位數(shù)據(jù)可以在一個讀周期中輸出，也可分在兩個周期中依次輸出；內(nèi)置 10V 的電壓基準(zhǔn)源；內(nèi)置時鐘電路，無需外部時鐘；可實現(xiàn)單極性模擬量輸人，也可實現(xiàn)雙極性模擬量輸入；無刷直流電動機(jī)的控制與仿真第 63 頁 共 63 頁內(nèi)置采樣保持電路，支持轉(zhuǎn)換器的整個耐奎斯特帶寬。采樣保持器對用戶是透明的，無需查詢其等待狀態(tài)。 AD1674 有兩種工作模式，一是完全控制模式，一是獨(dú)立工作模式。在完全控制模式下，使用了所有的控制信號，該模式用于當(dāng)系統(tǒng)中地址總線上掛接有多個設(shè)備的情況。獨(dú)立工作模式用于系統(tǒng)中有專門的輸人端口，無需全部的總線接口功能。雙極性輸入時，輸出的轉(zhuǎn)換結(jié)果 D 與模擬輸入電壓 VIN 之間的關(guān)系為：??VFS /IN+1 2048=?或 ，式中 VFS 為基準(zhǔn)電壓。 ?? /VFS12048 /VIN??圖 310 轉(zhuǎn)速檢測部分AD1674 的 STS 是 A/D 轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)指示信號，一旦啟動 A/D 轉(zhuǎn)換，STS 變?yōu)楦唠娖?，?dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束，STS 變?yōu)榈碗娖剑畣纹瑱C(jī)既可以用中斷方式也可以用查詢方式判斷 AD1674 的工作狀態(tài)。 直流無刷電動機(jī)的 Proteus 仿真模型 BLDC 電動機(jī)的 Proteus 仿真模型是在根據(jù)直流電動機(jī)模型的基礎(chǔ)上建立起來的，該模型具有三個霍爾傳感器，它們的作用是來轉(zhuǎn)子位置的檢測。設(shè)計的時候在元器件庫中選擇的是 BLDCSTAR 即星型連接的無刷電動機(jī)，這個三相星型連接方式的無刷直流電動機(jī)有 8 個引腳。Load 是仿真負(fù)載的輸入端，omega 是轉(zhuǎn)子角速率的輸出端，a、b、c 是線圈的輸入端。 sa、sb、sc 是霍爾傳感器的輸出端。loadabc sasbscomegaM2BLDCSTAR 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 21 頁 共 63 頁圖 311 BLDCSTAR 本章小結(jié) 本章主要介紹了直流無刷電動機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計部分和各個模塊的主要功能，詳細(xì)介紹了所選的原件的工作原理和使用方式，為軟件設(shè)計部分做了鋪墊，硬件設(shè)計圖參見附錄 A。無刷直流電動機(jī)的控制與仿真第 63 頁 共 63 頁4 BLDC 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 軟件部分綜述在本系統(tǒng)的設(shè)計中，采用 80C51 的定時器 0 定時產(chǎn)生驅(qū)動電路所需的控制脈沖，P1 口的 ~ 分別接受 OPEN、UP、DOWN、CPL、CLOSE 五個按鍵信號；~ 用于接受無刷電動機(jī)的霍爾傳感器的信號；外部中斷 0 用于檢測是否有按鍵按下；P2 口用作地址輸出口，其中，~ 檔位顯示， 輸出地址，轉(zhuǎn)速檢測地址，~ 轉(zhuǎn)速輸出顯示地址。軟件共分七部分：1) 主函數(shù)（）2) 顯示函數(shù)（ ,）3) 按鍵檢測函數(shù)（）4) PWM 波發(fā)生函數(shù)（）5) 電動機(jī)控制邏輯(, ）6) AD 轉(zhuǎn)換部分（, ）圖 41 程序功能框圖程序流程圖如圖 42 所示。 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 23 頁 共 63 頁圖 42 程序流程圖無刷直流電動機(jī)的控制與仿真第 63 頁 共 63 頁 主函數(shù)define uchar unsigned chardefine uint unsigned intinclude include //顯示頭文件；include //按鍵檢測頭文件；include //延時頭文件；include //電動機(jī)控制頭文件；include //轉(zhuǎn)速反饋頭文件；sbit RC=P3^0。 //AD1674 控制；sbit A0=P3^1。sbit CE=P2^3。sbit CS=P3^3。sbit LED0=P2^0。 //檔位顯示控制；sbit LED1=P2^1。sbit MOTOR=P2^2。 //電動機(jī)控制；extern uchar code hall[6]。 //電動機(jī)六狀態(tài)；extern uchar code zz[6]。 //正轉(zhuǎn)邏輯；extern uchar code fz[6]。 //反轉(zhuǎn)邏輯；extern uchar hal。 //檢測hall信號；extern uchar code seglednode[8]。 //段顯碼；char r=0。 //檔位記錄；void main(){ P1=0xff。 //初始化； P3=0xff。P2=0。P0=0。motor_set()。IE=0x83。 //Timer0初始化；IP=0。TMOD=0x01。 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 25 頁 共 63 頁led0(seglednode[0])。 //上電顯示部分初始化 ；led1(seglednode[0])。sl(0)。TR0=0。while(1){}}主函數(shù)主要進(jìn)行了初始化的工作，由于外設(shè)較多，且大部分都是共用P0口作為數(shù)據(jù)端口，所以對于沒有數(shù)據(jù)鎖存功能的外設(shè)（如LED 管）要加鎖存器（74ls373） 。74ls373的CE 端接地即使其始終保持在低電平有效的狀態(tài)，利用LE 使能端作為地址選通端。由于P2口、 P0口均采用的是正邏輯，即高電平有效，所以上電就應(yīng)讓其都等于低電平。上電后，檔位應(yīng)顯示“00” ，轉(zhuǎn)速應(yīng)顯示“0000”所以調(diào)用了檔位顯示函數(shù)led0、led1和轉(zhuǎn)速顯示函數(shù) sl對檔位顯示和轉(zhuǎn)速顯示進(jìn)行了初始化。在分配的地址管腳中，Rc、A0，CE 、CS 是AD轉(zhuǎn)換器的控制管腳分別分配在單片機(jī)的P3^0、P3^P2^ P3^3。 顯示函數(shù)include include include uchar code seglednode[8]={0x7e,0x30,0x6d,0x79,0x33,0x5b,0x5f,0x01}。uchar code speednode[11]={0x7e,0x30,0x6d,0x79,0x33,0x5b,0x5f,0x70,0xff,0xfb}。extern char r。sbit LED0=P2^0。sbit LED1=P2^1。sbit SL1=P2^4。sbit SL2=P2^5。sbit SL3=P2^6。sbit SL4=P2^7。 void led0(uchar seg){ //檔位顯示1； LED0=1。 P0=seg。 LED0=0。無刷直流電動機(jī)的控制與仿真第 63 頁 共 63 頁 }void led1(uchar seg){ //檔位顯示2；LED1=1。P0=seg。LED1=0。 }void sl(int result){ //轉(zhuǎn)速顯示；int buff。buff=result/1000。 //輸出轉(zhuǎn)速千位；SL1=1。P0=speednode[buff]。SL1=0。buff=(result%1000)/100。//輸出轉(zhuǎn)速百位；SL2=1。P0=speednode[buff]。SL2=0。buff= (result%100)/10。//輸出轉(zhuǎn)速十位；SL3=1。P0=speednode[buff]。SL3=0。 buff=result%10。//輸出轉(zhuǎn)速個位；SL4=1。P0=speednode[buff]。SL4=0。}seglednode[8]、speednode[11]分別是檔位顯示，轉(zhuǎn)速顯示的字段碼，檔位顯示要顯示“0” 、 “1”、 “2”、 “3”、 “4”、 “5”、 “6”、 “”八個，而轉(zhuǎn)速需要顯示數(shù)字0~9和負(fù)號。正因為顯示的內(nèi)容不同所以定義了led0(),led1()函數(shù)用于檔位顯示，并把P2^0和P2^1 用作檔位顯示的地址端；定義了sl()函數(shù)用于轉(zhuǎn)速顯示，P2^4~P2^7用作轉(zhuǎn)速顯示的地址端。 按鍵檢測函數(shù)include include 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 27 頁 共 63 頁include include include extern char r。extern uchar code seglednode[8]。sbit MOTOR=P2^2。void check() interrupt 0{ //判斷按鍵算法；if(OPEN==0amp。amp。r==0){ delay12_1ms(70)。 //防抖處理；if(OPEN==0){ //判斷OPEN是否按下；r=1。TH0=65436/256。 //定時器賦初值；TL0=65436%256。TR0=1。}}else if(UP==0amp。amp。r0){ //判斷UP是否按下；delay12_1ms(100)。 if(UP==0)r++。if(r=6)r=6。if(r=6)r=6。 }else if(UP==0amp。amp。r0){ //判斷按下時r的狀態(tài)；delay12_1ms(100)。 if(UP==0)r。if(r=6)r=6。if(r=6)r=6。 }else if(DOWN==0amp。amp。r0){//判斷DOWN 是否被按下；無刷直流電動機(jī)的控制與仿真第 63 頁 共 63 頁delay12_1ms(100)。if(DOWN==0)r。if(r=6)r=6。if(r=6)r=6。}else if(DOWN==0amp。amp。r0){//判斷DOWN 按下時r的狀態(tài)；delay12_1ms(70)。if(DOWN==0)r++。if(r=6)r=6。if(r=6)r=6。 }else if(CPL==0){//判斷CPL是否被按下；delay12_1ms(100)。 if(CPL==0)r=0r。 }else if(CLOSE==0){r=0。}elser=r。P1=0xff。if(r=0){ //將檔位輸出；led0(seglednode[0])。 //給表示正反位的數(shù)碼管傳字段碼；led1(seglednode[r])。//給表示檔位的數(shù)碼管傳字段碼；}else{ led0(seglednode[7])。led1(seglednode[0r])。}}本設(shè)計采用80C51的INT0外部中斷（下降沿有效）來檢測按鍵，當(dāng)按鍵按下時觸發(fā) 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 29 頁 共 63 頁中斷，中斷子程序開始檢測是哪個按鍵被按下然后進(jìn)行相應(yīng)的操作。此時應(yīng)當(dāng)注意的有兩點，第一要加合理的按鍵延時避免出