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首页> 解决方案> 单片机/DSP> 单片机控制的电动自行车驱动系统

单片机控制的电动自行车驱动系统

来源：华强电子网 作者：华仔 浏览：800

标签：

摘要： >#include //电动车双闭环程序，采用双闭环方式控制电机，以得到最好的zh转速性能，并且可以 //限制电机的最大电流。本应用程序用到两个CCP部件，其中CCP1用于PWM输出，以控 //制电机电压；CCP2用于触发AD，定时器TMR2、TMR1，INT中断，RB口电平变化中断， //看门狗以及6个通用I/O口 #defineAND0xe0//状态采集5，6，7位 #defineCURA0X

>#include
//电动车双闭环程序，采用双闭环方式控制电机，以得到最好的zh转速性能，并且可以
//限制电机的最大电流。本应用程序用到两个CCP部件，其中CCP1用于PWM输出，以控
//制电机电压；CCP2用于触发AD，定时器TMR2、TMR1，INT中断，RB口电平变化中断，
//看门狗以及6个通用I/O口
#defineAND0xe0//状态采集5，6，7位
#defineCURA0X0a//电流环比例和积分系数之和
#defineCURB0X09//电流环比例系数
#defineTHL0X6400//电流环最大输出
#defineFULLDUTY0X0FF//占空比为1时的高电平时间
#defineSPEA0X1d//转速环比例和积分系数之和
#defineSPEB0X1c//转速环比例系数
#defineGCURHILO0X0330//转速环最大输出
#defineGCURH0X33//最大给定电流
#defineGSPEH0X67//最大转速给定
#defineTSON0X38//手柄开启电压1.1V，TSON*2为刹车后手柄开启电压，即
//2.2V
#defineVOLON0X4c//低电压保护重开电压3.0V即33V
#defineVOLOFF0X49//低电压保护关断电压2.86V即31.5V
volatileunsignedcharDELAYH,DELAYL,oldstate,speed,
speedcount,tsh,count_ts,count_vol,gcur,currenth,
voltage;//寄存器定义
staticbitsp1,spe,ts,volflag,spepid,lowpower,
off,shutdown,curpid;//标志位定义
staticvolatileunsignedcharnew[10]={0xaf,0xbe,0xff,0x7e,0xcf,
0xff,0xd7,0x77,0xff,0xff};//状态寄存器表
//------------PIC16F877初始化子程序------------
voidINIT877()
{
PORTC=0X0FF;//关断所有MOSFET
TRISC=0X02;//设置C口输出
PIE1=0X00;//中断寄存器初始化，关断所有中断
TRISA=0XCF;//设置RA4,RA5输出
TRISB=0XEF;//RB口高三位输入，采集电机三相的霍尔信号
PORTC=new[(PORTB&AND)>>5];//采集第一次霍尔信号，并输出相应的信号，导通
//两个MOS管
T2CON=0X01;//TMR24分频
CCPR1L=0X0FF;//初始时PWM输出全高
CCP1CON=0X0FF;//CCP1设置为PWM方式
CCP2CON=0X0B;//CCP2设置为特殊方式，以触发AD
ADCON0=0X81;//AD时钟为32分频,且AD使能,选择AN0通道采集手
//柄电压
TMR2=0X00;//TMR2寄存器初始化
TMR1H=0X00;//TMR1寄存器初始化
TMR1L=0X00;
T1CON=0X00;//TMR1为1分频
CCPR2H=0X08;
CCPR2L=0X00;//电流采样周期设置为TAD=512μs
PR2=0XC7;//PWM频率设置为5kHz
ADCON1=0X02;//AD结果左移
OPTION=0XFB;//INT上升沿触发
TMR2ON=1;//PWM开始工作
INTCON=0XD8;//中断设置GIE=1,PEIE=1,RBIE=1
ADIE=1;//AD中断使能
speedcount=0x00;//转速计数寄存器
speed=0x7f;//转速保持寄存器
spe=1;//低速标志位
sp1=1;//低速标志位
oldstate=0x0ff;//初始状态设置，区别于其他状态
count_ts=0x08;//电流采样8次,采集1次手柄
count_vol=0x00;//采样256次手柄,采集1次电池电压
ts=1;//可以采集手柄值的标志位
ADGO=1;//AD采样使能
TMR1ON=1;//CCP2部件开始工作
}
//------------延时子程序---------------
#pragmainterrupt_level1
voidDELAY1(x)
charx;
{
DELAYH=x;//延时参数设置
#asm
DELAY2MOVLW0X06
MOVWF_DELAYL
DELAY1DECFSZ_DELAYL
GOTODELAY1
DECFSZ_DELAYH
GOTODELAY2
#endasm
}
//-----------状态采集子程序----------------------
voidsample()
{
charstate1,state2,state3,x;
do{
x=1;
state1=(PORTB&AND);//霍尔信号采集
DELAY1(x);
state2=(PORTB&AND);
}while(state1-state2);//当三次采样结果不相同时继续采集状态
if(state1-oldstate!=0)//看本次采样结果是否与上次相同，不同
//则执行
{oldstate=state1;//将本次状态设置为旧状态
state1=(oldstate>>5);
PORTC=new[state1];//C口输出相应的信号触发两个MOS管
if(sp1==1){spe=1;sp1=0;}
else{//如果转速很低，则spe置1
spe=0;sp1=0;
speedcount<<=1;
state3=(TMR1H>>2);//否则，spe=0,计转速
speed=speedcount+state3;//speed寄存器为每256μs加1
}
speedcount=0;
}
}
//-----------------AD采样子程序----------------------
voidAD()
{
charx;
ADIF=0;//清AD中断标志位
if(ts==1){//如果为手柄采样，则采样手柄值
CHS0=1;//选择电流采样通道
count_vol=count_vol+1;//电池采样计数寄存器
spepid=1;//置转速闭环运算标志
ts=0;tsh=ADRESH;//存手柄值
if(count_vol==0){//如果电池采样时间到，则选择AN2通道，采集电池电压
CHS0=0;CHS1=1;volflag=1;x=1;DELAY1(x);ADGO=1;
}
}
elseif(volflag==1){//电池采样完毕，进行相应的处理
CHS1=0;CHS0=1;volflag=0;voltage=ADRESH;lowpower=1;
}
else{//否则，中断为采样电流中断
speedcount=speedcount+1;//speedcount寄存器加1，作为测量转速用
if(speedcount>0x3d)sp1=1;//如果转速低于1000000μs/(512μs*3eh*3)
//则认为为低速状态
currenth=ADRESH;
curpid=1;
count_ts=count_ts-1;
if(count_ts==0){//如果手柄时间到，则转入手柄采样通道
CHS0=0;count_ts=0x08;ts=1;x=1;DELAY1(x);ADGO=1;
}
}
}
//-------------刹车处理子程序------------------
voidBREAKON()
{
charx;
off=0;//off清零，如果是干扰则不复位
shutdown=0;
if(RB0==1){//如果刹车信号为真，则停止输出电压
ADIE=0;//关AD中断
INTE=0;//关刹车中断
CCPR1L=FULLDUTY;//输出电压0
TMR1ON=0;//关CCP2，不再触发AD
for(;ADGO==1;)continue;//如正在采样，则等待采样结束
ADIF=0;//ADIF位清零
CHS0=0;//选择通道0采样手柄
CHS1=0;
x=1;
DELAY1(x);
do{
ADGO=1;
for(;ADIF==0;)continue;
ADIF=0;
CCPR1L=FULLDUTY;
asm("CLRWDT");
tsh=(ADRESH>>1);
}while(tsh>TSON||RB0==1);//当手柄值大于2.2V或刹车仍旧继续时,执行以
//上语句
off=1;//置复位标志
}
}
//---------欠保护子程序-------------------
voidPOWER()
{
charx;
lowpower=0;
voltage>>=1;//电压值换为7位，以利于单字节运算
if(voltageADIE=0;
INTE=0;
TMR1ON=0;
CCPR1L=FULLDUTY;
for(;ADGO==1;)continue;
ADIF=0;
CHS0=0;CHS1=1;
x=1;
DELAY1(x);
do{ADGO=1;
for(;ADIF==0;)continue;
ADIF=0;
voltage=(ADRESH>>1);
CCPR1L=FULLDUTY;
asm("CLRWDT");
}while(voltageoff=1;//置复位标志
}
}
//------------电流环运算子程序-----------------
voidCURPI()
{staticintcurep=0x00,curek=0x00,curuk=0x00;
uniondata{intpwm;
chara[2];}b;//定义电流环运算寄存器
curpid=0;//清电流运算标志
curep=curek*CURB;//计算上一次偏差与比例系数的积
if(currenth<2)currenth=2;//如果采样电流为零，则认为有一个小电流以利于
//使转速下降
currenth>>=1;
curek=gcur-currenth;//计算本次偏差
curuk=curuk+curek*CURA-curep;//按闭环PI运算方式得到本次输出结果，下
//面对结果进行处理
if(curuk<0x00){//如果输出小于零，则认为输出为零
curuk=0;CCPR1L=FULLDUTY;CCP1X=0;CCP1Y=0;
}
elseif(curuk-THL>=0){//如果输出大于限幅值，则输出最大电压
curuk=THL;CCPR1L=0;CCP1X=0;CCP1Y=0;
}
else{//否则，按比例输出相应的高电平时间到CCPR1寄存器
b.pwm=THL-curuk;
b.pwm<<=1;
CCPR1L=b.a[1];//CCPR1L=(b.pwm>>8)&0x0ff;将PWM寄存器的高半字节
if(b.pwm&0x80!=0)CCP1X=1;
elseCCP1X=0;
if(b.pwm&0x40!=0)CCP1Y=1;
elseCCP1Y=0;
}
}
//---------------转速环运算子程序-----------------------
voidSPEPI()
{staticintspeep=0x00,speek=0x00,speuk=0x00;
inttsh1,speed1;//转速寄存器定义
spepid=0;//清转速运算标志
if(spe==1)speed1=0x00;//若转速太低，则认为转速为零
elsespeed1=0x7f-speed;//否则计算实际转速
if(speed1<0)speed1=0;
speep=speek*SPEB;
tsh1=tsh-0x38;//得到计算用的手柄值
speek=tsh1-speed1;
if(tsh1<0){speuk=0;gcur=0;}//当手柄值低于1.1V时，则认为手柄给定为零
else{//否则，计算相应的转速环输出
if(tsh1>=GSPEH)//限制最大转速
tsh1=GSPEH;
speuk=speuk+speek*SPEA-speep;//计算得转速环输出
if(speuk<=0X00){speuk=0x00;gcur=0x00;}//转速环输出处理
elseif(speuk>GCURHILO){//转速环输出限制，即限制最大电流约12A
speuk=GCURHILO;gcur=GCURH;}
else{//调速状态时的输出
gcur=(speuk>>4)&0x0ff;
}
}
}
//-----------主程序-------------------------
main()
{
for(;;){
INIT877();//单片机复位后，先对其进行初始化
off=0;//清复位标志
for(;off==0;){//复位标志为零，则执行下面程序，否则复位
if(curpid==1)CURPI();//电流PI运算
elseif(spepid==1)SPEPI();//转速PI运算
elseif(lowpower==1)POWER();
elseif(shutdown==1)BREAKON();
asm("CLRWDT");
}
}
}
//---------中断服务子程序---------------------
#pragmainterrupt_level1
voidinterruptINTS(void)
{
if(RBIF==1){RBIF=0;sample();}
elseif(ADIF==1)AD();
elseif(INTF==1){shutdown=1;INTF=0;}//刹车中断来，置刹车标志
}

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