【正文】 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(jī)調(diào)速方案直流電機(jī)調(diào)速可采用的方法[1] ：改變電機(jī)勵磁電流、在電機(jī)繞組中串接電阻、改變電機(jī)的驅(qū)動電壓。全局資源是決定部件操作的硬件環(huán)境，我們根據(jù)其智能控制器系統(tǒng)的要求，配置好全局資源的參數(shù)以適應(yīng)系統(tǒng)控制的要求。選中所需要放置的用戶模塊，在選擇放置后便將它放入到其相對應(yīng)的數(shù)字或者模擬模塊的陣列之中了。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). 在選取了必備的用戶模塊之后，需要將這些數(shù)字或者模擬模塊放置于對應(yīng)的數(shù)字和模擬陣列當(dāng)中，一一對應(yīng)，同時，也應(yīng)該設(shè)置用戶模塊的各參數(shù)以及全局資源，這對于配置PSoC可編程片上系統(tǒng)以達(dá)到可編程的目的是非常重要的。 電源電路第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計本課題選用的PSOC模塊有：時鐘模塊（TIMER）、脈寬調(diào)制（PWM）；模擬塊中的模數(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）。圖 調(diào)速剎車電路電路左下腳的剎車裝置有兩個端口，2號端口通過電阻的分壓接電源，1號端口接地，而這兩個端口是在正常的情況下是開路的，這時，2號端口的輸出是高電平；當(dāng)發(fā)生緊急情況，我們按下剎車手把時，兩個端口短路，這時，2號端口通過1號端口接地，其輸出就變成低電平，這樣，不斷檢測端口的PSoC芯片就可以得知該端口的變化情況，從而根據(jù)該端口的輸入是否為零，如果是的話，就立即斷開電路，使得電機(jī)停止運(yùn)作來達(dá)到剎車的目的 電源電路電動機(jī)運(yùn)行需要蓄電池提供電壓，控制器也需要電源提供的電壓，但驅(qū)動電路和芯片所需的電壓不需要48V，所以控制器電源電路是通過芯片7815將+48V電壓轉(zhuǎn)換成+15V的電壓，電容C3C3C34起濾波、抗干擾的作用，限流是通過R3R34實(shí)現(xiàn)的。同時借助于自行車本身的制動系統(tǒng)， 使自行車停止前進(jìn)。本課題設(shè)計的調(diào)速控制是通過調(diào)節(jié)可變電阻的大小來輸出相應(yīng)的電壓值給PSOC芯片，PSOC芯片根據(jù)采集到的電壓大小調(diào)節(jié)輸出PWM占空比的變化，從而達(dá)到調(diào)節(jié)速度的目的。其中的電容起濾波抗干擾的作用。欠壓保護(hù)就是在電池電量不足時，及時切斷電源。若比較器管腳2比管腳3電壓高，則OC低電平給芯片，說明相線電流超過門檻值，PSOC根據(jù)OC電平變化切斷電路，達(dá)到過流保護(hù)的目的。過流保護(hù)電路是通過比較器LM358實(shí)現(xiàn)的，LM358中一半作放大電路，另一半作比較電路。上管驅(qū)動通過電容充放電達(dá)到驅(qū)動電壓自舉的功能。 驅(qū)動電路驅(qū)動電路中的主要元器件是三極管、二極管、電阻、電容、MOS管連接而成。 3．3 智能控制器硬件方案設(shè)計電動自行車控制器的主要控制功能有：電機(jī)調(diào)速控制、剎車控制、蓄電池欠壓保護(hù)、電機(jī)過載保護(hù)、電機(jī)過熱保護(hù)及控制器過流保護(hù)等。不但如此，PSOC還可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)重新配置，即在運(yùn)行時，根據(jù)系統(tǒng)不同時刻的需求，通過編程動態(tài)地改變存儲在片內(nèi)閃速存儲器中設(shè)定的參數(shù)，重新定義系統(tǒng)所需要的功能模塊的種類和數(shù)量，動態(tài)地完成芯片上資源的重新分配，實(shí)現(xiàn)新的外圍元器件的功能。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。PSOC器件內(nèi)就集成有一個硅／氧化硅工藝制造的閃速存儲器，以及快速微控制器（MCU）和SROM及模擬和數(shù)字的可編程陣列模塊（即PSOC模塊）。閃速存儲器還集合了其他非易失性存儲器的特點(diǎn)：與EPROM相比較，閃速存儲器在系統(tǒng)電可擦除和可重復(fù)編程具有明顯的優(yōu)勢，它不需要特殊的高電壓就可以完成擦除或編程操作；與EPROM相比較，閃速存儲器具有成本低、密度大的特點(diǎn)。 是12 位增量型AD 轉(zhuǎn)換器的簡化原理圖。輸入時鐘頻率可以在Designer 中的DeviceEditor 環(huán)境下進(jìn)行設(shè)定。需要說明的是，在分辨率相同的情況下，Δ Σ型AD 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率要比增量型AD 轉(zhuǎn)換器更快。在表1 中，ADCINC12 和ADCINC14 分別是12 位和14 位分辨率的增量型AD 轉(zhuǎn)換器，ADCINCVR 是7～13 位可變分辨率增量型AD 轉(zhuǎn)換器，DELSIG8 和DELSIG11 分別是8 位和11 位分辨率的Δ Σ 型AD 轉(zhuǎn)換器，DUALADC 是雙7～13 位可變分辨率、增量型AD 轉(zhuǎn)換器(該器件可用于同時轉(zhuǎn)換兩路AD 信號)，SAR6 是6位分辨率的逐次比較型AD 轉(zhuǎn)換器。 ADC模塊工作原理PSoC 集成開發(fā)環(huán)境Designer 提供7 種不同類型的AD 轉(zhuǎn)換器模塊可供用戶選擇。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)。設(shè)計人員可在不同的時間段配置同一模塊給不同的管腳，從而提高了芯片利用率。使用這些資源可以配置成不同的功能模塊，用以實(shí)現(xiàn)微控制器標(biāo)準(zhǔn)外圍器件的功能。其內(nèi)部可用的模塊資源包含：4個基本類型的數(shù)字模塊和6個模擬模塊，使用基本類型數(shù)字模塊可配置：計數(shù)器（counter）；定時器（timer）；脈寬調(diào)制（PWM）等。 由兩個CT模擬PSOC模塊構(gòu)成的放大器3．2 Cy8c24423的內(nèi)部資源CYPRESS公司生產(chǎn)的Cy8c24423是新一代功能強(qiáng)大的8位可配置微控制器。SC 模擬PSoC塊， 最多可以有3 個輸入通道， 在大多數(shù)情況下， 輸入端都是通過可編程互聯(lián)陣列P IA 連接到其他的PSoC 塊上。 在相位1 時，開關(guān)通常連到模擬地，在相位2 時， 開關(guān)連到其他輸入端上。圖中的橢園代表相位控制開關(guān)，他的切換頻率可以由用戶控制每一個開關(guān)有2 個輸入一個輸出。 塊的基本結(jié)構(gòu)。其增益值為1～16。 塊的應(yīng)用實(shí)例。他的輸入端來自其他的模擬PSoC 塊(CT 或SC 塊)。電阻和運(yùn)放構(gòu)成了一個增益可調(diào)的正相或反相放大器。模擬地( 正常設(shè)為VCC2) 也可以接到V REF +(1125 V ) 或VREF ( 1125 V ) 上。他的塊的核心是一個運(yùn)算放大器，這個運(yùn)放根據(jù)需要也可以定義為一個比較器。一組有4 個CT (Cont inuous Time)、另一組有8 個SC(Switched Capacitor)。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。當(dāng)計數(shù)器減到零或計數(shù)器的值與存放于寄存器“DR2”中捕獲值相等時，計數(shù)器產(chǎn)生一個到CPU 的中斷。 塊構(gòu)成的中斷定時器。 PSOC內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖PSoC內(nèi)部有8個可定義的數(shù)字PSoC 塊。這些用戶模塊可以通過PIA 連接到通用I/O 口的管腳(GPIO) 上。數(shù)字用戶模塊包括：UART，PWM，SP I接口等。這些模擬和數(shù)字PSoC 塊通過PIA 的互聯(lián)可以組合成各種外圍設(shè)備,我們把這些組合而成的外設(shè)稱之為用戶模塊。芯片內(nèi)設(shè)時鐘振蕩器無需外部提供時鐘，此外器件還內(nèi)建有溫度傳感器和基準(zhǔn)參考電平電路。, PSoC 內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為2 大塊。模擬時鐘開關(guān)連接單個數(shù)字模塊的輸出到每個功能單元的模擬時鐘。模擬模塊之間的連接通過指定模塊中的參數(shù)值直接顯示出來。外部信號通過管腳進(jìn)入，然后通過多路開關(guān)進(jìn)入到模擬模塊，模擬模塊可以驅(qū)動管腳輸出。模擬模塊通過比較器連接到數(shù)字模塊。 PSOC 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)PSOC 內(nèi)有一個內(nèi)核（M8C CPU CORE），所有的外圍器件包括模擬模塊和數(shù)字模塊、靜態(tài)存儲器、乘法器、累加器、中斷控制器、分頻器、看門狗、 休眠記時器、復(fù)位電源是通過系統(tǒng)內(nèi)部總線和PSOC內(nèi)核連在一起的。用它可以完成有符號及無符號乘法。6． 硬件乘法PSOC的乘法實(shí)現(xiàn)與普通單片機(jī)的區(qū)別是它是硬件乘法而不是通過乘法指令實(shí)現(xiàn)的。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。當(dāng)系統(tǒng)RESET后，INTMSK0，INTMASK1和CPUF的中斷使能位全部被清0。5．中斷中斷源有：I/O線，電壓監(jiān)控器，待機(jī)時鐘，8個數(shù)字PSOC BLOCK和四個模擬列共15個。4．時鐘CY8C系列內(nèi)部提供許多時鐘，就CY8C24423有兩個系統(tǒng)時鐘、一個CPU時鐘、一個32K的來自內(nèi)部晶體振蕩器或外部晶體振蕩器的多路輸出時鐘。這里要根據(jù)端口驅(qū)動對象的不同設(shè)置不同的驅(qū)動模式每個I/O端口都有幾個寄存器，端口數(shù)據(jù)寄存器、中斷使能寄存器、總線選擇寄存器、驅(qū)動模式寄存器、中斷控制寄存器。通過設(shè)置DM0、DM1控制驅(qū)動模式的選擇，或者在硬件設(shè)計器中直接設(shè)置驅(qū)動模式。另外，P0和P2口有模擬輸入輸出功能。這些寄存器是供用戶對片內(nèi)資源進(jìn)行參數(shù)設(shè)置所用的。通過設(shè)置CPUF中的XIO來選擇BANK0還是BANK1。有256B的數(shù)據(jù)存儲器。5個寄存器分別是標(biāo)志寄存器（CPUF）、程序計數(shù)器（CPUPC）、累加器（CPUA）、堆棧指針寄存器（CPUSP）、變址寄存器（CPUX）。PSOC 的內(nèi)部資源極為豐富，分別從以下幾個方面進(jìn)行介紹：M8C 是一個高性能的8 位的哈佛結(jié)構(gòu)微處理器。此外，PSOC 的可編程性縮短了開發(fā)時間，能讓產(chǎn)品更快上市。設(shè)計人員可在不同的時鐘周期中使用同一芯片的不同功能，從而提高了芯片利用率。使用這些資源可以配置成不同的功能模塊，用以實(shí)現(xiàn)微控制器標(biāo)準(zhǔn)外圍器件的功能。使用通信類型數(shù)字BLOCK 可配置：串行發(fā)(serialtransmitter)；串行接收(serial receiver)；SPI主端(SPI Master)；SPI 從端(SPI Slave)。 PSOC動態(tài)配置界面第三章 智能控制器硬件方案設(shè)計