【正文】 不成問題了。 無刷直流電動(dòng)機(jī) （ 1） 無刷直流電動(dòng)機(jī)的選擇 電機(jī)是電動(dòng)自行車的心臟，是關(guān)鍵部件，電機(jī)要適應(yīng)頻繁起動(dòng)，頻繁變速又考慮到薄形安裝特點(diǎn)，目前大都采用盤式結(jié)構(gòu)，同時(shí)為了適應(yīng)道路使用和環(huán)境特點(diǎn)，電機(jī)通常設(shè)計(jì)成全封閉結(jié)構(gòu)形式，具有可靠防護(hù)性能。電角度空間位置，轉(zhuǎn)子 在新位置上，使位置傳感器 U、 V、 W按約定產(chǎn)生一組新編碼，新的編碼又改變了功率管的導(dǎo)通組合，使定子繞組產(chǎn)生的磁場軸再前進(jìn) 60176。每種狀態(tài)下，僅有兩相繞組通電，依次改變一種狀態(tài)，定子繞組產(chǎn)生的磁場軸線在空間轉(zhuǎn)動(dòng) 60176。 驅(qū)動(dòng)電路 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)電路如圖 34所示。這允許在程序運(yùn)行時(shí)改變代碼；空閑和兩種不同的掉電節(jié)電模式。 串行 Flash編程可實(shí)現(xiàn)簡單的在線編程。但整個(gè)芯片有一個(gè)最大值的限制 (見 DC特性 )。當(dāng) P0口管腳的值與一個(gè)可編程的模式匹配或者不匹配時(shí)，遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 12 可產(chǎn)生一個(gè)中斷?？蛇x擇 RC振蕩器選項(xiàng)并且其頻率可進(jìn)行很好的調(diào)節(jié) 。選擇 RC振蕩器時(shí)不需要外接振蕩器件。 (掉電檢測 )可在電源故障時(shí)使系統(tǒng)安全關(guān)閉。復(fù)位計(jì)數(shù)器和復(fù) 位干擾抑制電路可防止虛假和不完全的復(fù)位。 。具有波特率發(fā)生器、間隔檢測、幀錯(cuò)誤檢測、自動(dòng)地址識(shí)別和 通用的中斷功能。 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，每一個(gè)定時(shí)器均可設(shè)置為溢出時(shí)觸發(fā)相應(yīng)端口輸出或作為 PWM輸出；捕獲 /比較單元 (CCU)提供 PWM，輸入捕獲和輸出比較功能； 2個(gè)模擬比較器。 I/O口可承受 5V(可上拉或驅(qū)動(dòng)到 )； 256字節(jié) RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 （ 2） P89LPC932單片機(jī)特性 ，其速度為標(biāo)準(zhǔn) 80C51器件的 6倍。與基本定時(shí)器操作一樣，當(dāng) PWM（比較）管腳連接到比較邏輯時(shí)，它們的邏輯狀態(tài)保持不變。表 52所示為 PWM模式中比較管腳的狀態(tài)。該模式與基本定時(shí)器操作的主要區(qū)別在于比較模塊的操作。該情況下， TDIR2 的值讀出總是為 1。這兩種定時(shí)器工作模式通過向TMOD21:TMOD20寫入 10H或 11H進(jìn)行選擇。當(dāng)輸出比較管腳使能，連接到比較鎖存時(shí)，比較管腳的狀態(tài)保持不變，直到發(fā)生比較事件或強(qiáng)制比較為止。當(dāng) OCMx1/OCMx0對(duì) I/O口進(jìn)行設(shè)置后，向 FCOx位寫入 1將使相應(yīng)的 I/O口產(chǎn)生一個(gè)跳變，但不會(huì)產(chǎn)生中斷。該鎖存的值在復(fù)位后為 0，可通過激活一個(gè)強(qiáng)制的比較 來改變。 為了產(chǎn)生比較輸出，比較值必須在 CCU 定時(shí)器的計(jì)數(shù)范圍之內(nèi)。 CCCRx中的兩個(gè)位，輸出比較 x模式位 OCMx1和 OCMx0對(duì)匹配發(fā)生時(shí)所采取的動(dòng)作進(jìn)行選擇。如果 EA和定時(shí)器輸出比較中斷使能位 TOCIE2x（位于 TICR2寄存器中）以及 IEN1中的 ECCU位都已置位，程序計(jì)數(shù)器將指向相應(yīng)的中斷。當(dāng) TH2： TL2的內(nèi)容和 OCRxH： OCRxL相匹配時(shí)， TIFR2中的定時(shí)器輸出比較中斷標(biāo)志 TOCFx置位。設(shè)置捕獲比較 x控制寄存器 CCCRx(x=A,B,C,D)中的 OCMx1： 0位可使能不同的輸出比較類型。 2路捕獲輸入，帶有事件計(jì)數(shù)器和數(shù)字噪聲濾波器 四個(gè)輸出比較通道 A、 B、 C和 D分別通過 4個(gè) 16位寄存器 OCRAH： OCRAL，OCRBH： OCRBL， OCRCH： OCRCL和 OCRDH： OCRDL進(jìn)行控制。邊沿觸發(fā)啟動(dòng)模式適用于所有 A/D遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 10 工作模式。 邊沿觸發(fā) 由 來啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換。 立即啟動(dòng) 編程為該模式將立即啟動(dòng)一次轉(zhuǎn)換。執(zhí)行單次轉(zhuǎn)換并將轉(zhuǎn)換結(jié)果存放到所選輸入通道對(duì)應(yīng)的結(jié)果寄存器中 定時(shí)器觸 發(fā)啟動(dòng)定時(shí)器 0溢出時(shí)啟動(dòng)一次 A/D轉(zhuǎn)換。六種操作模式，分別有－固定通道， 單次轉(zhuǎn)換模式－固定通道，連續(xù)轉(zhuǎn)換模式－自動(dòng)掃描，單次轉(zhuǎn)換模式－自動(dòng)掃描，連續(xù)轉(zhuǎn)換模式－雙通道，連續(xù)轉(zhuǎn)換模式－單步模式，本實(shí)驗(yàn)選固定通道，單次轉(zhuǎn)換模式。 下面就所用到的功能對(duì)單片機(jī)進(jìn)行介紹 （ 1） 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) P89LPC933器件有一個(gè) A/D。 所以本設(shè)計(jì)中選用了 LPC933單片機(jī)。 LPC933集成了許多系統(tǒng)級(jí)的功能，這樣可大大減少元件的數(shù)目、電路板面積以及系統(tǒng)的成本。 LPC933采用了高性能的處理器結(jié)構(gòu)，指令執(zhí)行時(shí)間只需 2到 4個(gè)時(shí)鐘周期。電路圖如圖 33所示。 控制電路 控制電路設(shè)計(jì) 控制電路選用 LPC933作為控制器，內(nèi)部存在 A/D轉(zhuǎn)換器，可與外部 +5V電壓連接。 C3是電解電容，以減小穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引入的低頻干擾。正常工作時(shí)，輸入、輸出電壓差應(yīng)大于 2～ 3V。 另外一般在三端穩(wěn)壓器的 輸入輸出端接一個(gè) 二極管 ，用來防止輸入端短路時(shí) ,輸出端存儲(chǔ)的電荷通過穩(wěn)壓器而損壞器件。使調(diào)整管保證工作在放大區(qū)。在線性集成穩(wěn)壓器中，由于三端穩(wěn)壓器只有三個(gè)引出端子，具有外接元件少，使用方便，性能穩(wěn)定，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。在這里 78L05的作用是提供 +。 D是保護(hù)二極管，當(dāng)輸入端意外短路時(shí)，給輸出電容器C3一個(gè)放電通路，防止 C3兩端電壓作用于 二級(jí) 管的 PN結(jié)，造成 二極管 PN結(jié)擊穿而損壞。 電路中接入電容 C C2是用來實(shí)現(xiàn)頻率補(bǔ)償?shù)模煞乐狗€(wěn)壓器 產(chǎn)生高頻自激振蕩并抑制電路引入的高頻干擾。另外還要求電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)可靠性好，能夠在較惡劣的環(huán)境下長期工作，結(jié)構(gòu)簡單適應(yīng)大批量生產(chǎn)，運(yùn)行時(shí)噪聲低，使用維修方便，價(jià)格便宜等。 （ 3） 電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)應(yīng)能夠在車減速時(shí)實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)，將能量回收并反饋回蓄電池 ，使得電汽車具有最佳能量的利用率，這在內(nèi)燃機(jī)的摩托車上是不能實(shí)現(xiàn)的。 （ 2） 電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有寬廣的調(diào)速范圍，包括恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和恒功率區(qū)。因此，對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求是很高的。由于電動(dòng)自行車最高車速不得超過 20km/h，所以顯示器用 2個(gè)八段 LED數(shù)碼 管即可。單片機(jī)根據(jù)收到的脈沖個(gè)數(shù)和輪圈周長等數(shù)據(jù)計(jì)算出電動(dòng)車的速度，并輸出給顯示電路。所以，測速電路和顯示電路的設(shè)計(jì)是十分必要的。控制信號(hào)的占空比較大時(shí)，驅(qū)動(dòng)電 路開通時(shí)間長，電機(jī)轉(zhuǎn)速就比較高；相反，控制信號(hào)的占空比較小時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路開通時(shí)間斷，電機(jī)轉(zhuǎn)速就比較低。由于轉(zhuǎn)速的改變需要時(shí)間，不能夠突變，我們可以通過改變?cè)谝恍《螘r(shí)間內(nèi)的平均速度來調(diào)節(jié)。這是控制信號(hào)的輸出。這是控制信號(hào)的采集。手把處安裝一個(gè)電位器，人轉(zhuǎn)動(dòng)手把即是在控制此電位器的電壓。這樣，電動(dòng)自行車只需要用一個(gè)電源，就能夠滿足電動(dòng)機(jī)與各個(gè)芯片的供電需求。 功能分析 電源電路 主控制器中的各個(gè)芯片及數(shù)字邏輯器件所的正常工作電壓遠(yuǎn)小于無刷電機(jī)的額定 電壓。單片遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 5 機(jī)等器件所需要的 +。單片機(jī)里的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過處理輸出相應(yīng)的 PWM波形，用來驅(qū)動(dòng)安裝在后輪的無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速。 圖 21 總體電路方框圖 其整體工作過程為： 打開電源后，單片機(jī)上電復(fù)位后，數(shù)碼管顯示車速為 。 控制核心采用 LPC933單片機(jī)，僅用一塊單片機(jī)就 可以 實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集，電機(jī)控制和轉(zhuǎn)速顯示 。從總的方面來考慮，傳感器的使用應(yīng)該盡量減少單片機(jī)的信號(hào)處理量，但是又必須能使車行駛自如。把電壓信號(hào)通過單片機(jī)中的數(shù)模轉(zhuǎn)換控制占空比，速度顯示利用八段數(shù)碼管通過單片機(jī)輸出顯示。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 4 2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思路 本設(shè)計(jì)采用脈寬調(diào)制（ PWM）配以單片機(jī)為中心控制元件的調(diào)速系統(tǒng)。發(fā)展才是硬道理。對(duì)城市而言，大氣污染物中的 42％來自汽車、摩托車等內(nèi)燃機(jī)車的廢氣排放物，嚴(yán)重威脅著人類的健康。 首先，它具有的輕 (質(zhì)量輕，不大于 40kg)、低 (速度低，不大于 20km／ h)、廉 (售價(jià)低廉， 20203000元 )、省 (省時(shí)省力 )、綠 (綠色環(huán)保 )的突出特點(diǎn)，十分符合廣大老百姓的需求；其次， 技術(shù)進(jìn)步為電動(dòng)自行車的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。但是有部分相關(guān)技術(shù)水平還存在一定問題，市場的孕育還未完全進(jìn)入良性循環(huán)，有待進(jìn)一步改善。這是一個(gè)極其巨大的市場，尤其在人口居各大洲首位的亞洲。而目前普通居民的購買力有限，小轎車普遍進(jìn)入家庭還不太可能，況且燃油、環(huán)境和場地等多方因素都制約著汽車不可能成為大眾化的代步工具；燃油摩托車曾一度成為許多城市比較普及的交通工具，但由于交通安全和環(huán)境保護(hù)等因素的影響，近年來在許多大中城市已經(jīng)采取了限制措施。亞洲城市，一般人口眾多，交通擁擠，自行車一直是大多數(shù)居民的主要交通工具。實(shí)際上，全球的電動(dòng)車輛工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)展最快的也是電動(dòng)自行車、電動(dòng)助動(dòng)車和電動(dòng)摩托車等一類小型電動(dòng)車輛。而與汽車相比，靈活方便的中短途個(gè)人交通工具，如自行車、助動(dòng)車 和摩托車等，在全球依然占據(jù)絕大多數(shù)。盡管燃料電池汽車技術(shù)性能目前已經(jīng)能和內(nèi)燃機(jī)汽車相媲美，但近期內(nèi)由于價(jià)格太高，還難與內(nèi)燃機(jī)汽車競爭。蓄電池與燃油系統(tǒng)的相互配合使用，可以大大減小車輛在市區(qū)的 廢氣排放和污染，在長途運(yùn)行時(shí)可使用燃油系統(tǒng)，但它只是電動(dòng)車發(fā)展過程中的過渡產(chǎn)遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 2 品： 1994年 Daimler Chrysle公司推出了采用燃料電池的電動(dòng)車。而人們直到七、八十年代才開始關(guān)注這兩大問題，才把零污染零排放的電動(dòng)車輛從新推到了前臺(tái)。 在隨后的幾十年間，電動(dòng)車輛一直處于發(fā)展的低谷，而燃油車輛卻發(fā)展迅猛，幾乎占有了所有市場。但是當(dāng)時(shí)由于電動(dòng)機(jī)、電池等關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展還很不理想，而且電動(dòng)車速度慢、價(jià)格高，這一切限制了電動(dòng)車推廣的步伐，所以它只在貴族階層中作為玩物流行了一段時(shí)間便被隨后出現(xiàn)的相對(duì)便宜且有速度優(yōu)勢的燃油汽車所取代。這是世界電動(dòng)車史的開端，也是機(jī)動(dòng)車輛史上具有劃時(shí)代意義的一件大事。因此，這兩大問題成為了“綠色交通工具”研究開發(fā)和推廣應(yīng)用的積極因素。在世界環(huán)境污染最為嚴(yán)重的十大城市中，我國就占了 7個(gè)，形勢嚴(yán)峻可見一般。而石油與國家安全密切相關(guān)，該問題己引起各國的極大重視。隨著工業(yè)的發(fā)展，城市汽車數(shù)量急劇上升，石油資源嚴(yán)重缺乏。 brushless DC motor。根據(jù)永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的特性實(shí)施脈寬 PWM 控制，并通過轉(zhuǎn)速傳感器測量轉(zhuǎn)速通過八段數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示轉(zhuǎn)速，通過軟硬件的配合，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。詳細(xì)討論了系統(tǒng)的各種工況及信號(hào)的傳遞情況，并得到了系統(tǒng)各個(gè)部分在不同工況的工作狀態(tài)。該系統(tǒng)具有調(diào)速性能好、功率因數(shù)高、節(jié)能、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。微型單片機(jī)系統(tǒng)以其體積小、性能價(jià)格比高，指令豐富、提供多種外圍接口部件、控制靈活等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種家電產(chǎn)品和工業(yè)控制系統(tǒng)中 。遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 I 基于單片機(jī)的電動(dòng)自行車設(shè)計(jì) 摘 要 由于微電子、計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)的發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)深入到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，從家用電器、機(jī)電一體化產(chǎn)品到航空航天技術(shù)、人工智能、生物工程以及現(xiàn)代通信技術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域，微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用都取得了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)今，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用水平已在很大程度上決定了生產(chǎn)力的水平。 單片機(jī)控制的永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)適用于電動(dòng)自行車等小功率的工作 情況 ,并能將多余的電能回潰。本文從系統(tǒng)要求分析入手，將整個(gè)系統(tǒng)分成五個(gè)部分，分析和討論了各個(gè)部分的電路原理、控制策略、實(shí)現(xiàn)方法。系統(tǒng)各部分的控制電路基于 LPC933 單片機(jī)。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī)；無刷直流電動(dòng)機(jī) ； 動(dòng)態(tài)顯