PIC16F72单片机控制的电动自行车C源程序

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1、文档供参考，可复制、编制，期待您的好评与关注！ /PIC16F72单片机控制的电动自行车C源程序，原理图及设计说/PIC16F72单片机控制的电动自行车驱动系统C程序#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#define AND 0xe0 /状态采集5，6，7 位#define CURA 0X0a /电流环比例和积分系

2、数之和#define CURB 0X09 /电流环比例系数#define THL 0X6400 /电流环最大输出#define FULLDUTY 0X0FF /占空比为1 时的高电平时间#define SPEA 0X1d /转速环比例和积分系数之和#define SPEB 0X1c /转速环比例系数#define GCURHILO 0X0330 /转速环最大输出#define GCURH 0X33 /最大给定电流#define GSPEH 0X67 /最大转速给定#define TSON 0X38 /手柄开启电压1.1 V，TSON*2 为刹车后手柄开启电压，即/2.2 V#define VO

3、LON 0X4c /低电压保护重开电压3.0 V 即33 V#define VOLOFF 0X49 /低电压保护关断电压2.86 V 即31.5 Vvolatile unsigned char DELAYH,DELAYL,oldstate,speed,speedcount,tsh,count_ts,count_vol,gcur,currenth,voltage; /寄存器定义static bit sp1,spe,ts,volflag,spepid,lowpower,off,shutdown,curpid; /标志位定义static volatile unsigned char new10=0x

4、af,0xbe,0xff,0x7e,0xcf,0xff,0xd7,0x77,0xff,0xff; /状态寄存器表/-PIC16F877 初始化子程序-void INIT877()PORTC=0X0FF; /关断所有MOSFETTRISC=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; /TMR2 4 分频CCPR1L

5、=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ADADCON0=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=512 sPR2=0XC7; /PWM 频率设置为5 kHzADCON1=0X02; /AD 结果

6、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=1ADIE=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TM

7、R1ON=1; /CCP2 部件开始工作/-延时子程序-#pragma interrupt_level 1void DELAY1(x)char x;DELAYH=x; /延时参数设置#asmDELAY2 MOVLW 0X06MOVWF _DELAYLDELAY1 DECFSZ _DELAYLGOTO DELAY1DECFSZ _DELAYHGOTO DELAY2#endasm/-状态采集子程序-void sample()char state1,state2,state3,x;do x=1;state1=(PORTB&AND); /霍尔信号采集DELAY1(x);state2=(PORTB&AN

8、D);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=(oldstate5);PORTC=newstate1; /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1spe=0;sp1=0;speedcount2); /否则，spe=0,计转速speed=speedcount+state3; /speed 寄存器为每256 s 加1sp

9、eedcount=0;/-AD 采样子程序-void AD()char x;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;else if(volflag=1) /电池采样完毕，进行相应的处理CHS1=0

10、;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(speedcount0x3d) sp1=1; /如果转速低于1 000 000 s/(512 s*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);AD

11、GO=1;/-刹车处理子程序-void BREAKON()char x;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0TMR1ON=0; /关CCP2，不再触发ADfor(;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;AD

12、IF=0;CCPR1L=FULLDUTY;asm(CLRWDT);tsh=(ADRESH1);while(tshTSON|RB0=1); /当手柄值大于2.2 V 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-void POWER()char x;lowpower=0;voltage=1; /电压值换为7 位，以利于单字节运算if(voltage1);CCPR1L=FULLDUTY;asm(CLRWDT);while(voltageVOLON); /电池电压小于35 V 时继续保护off=1; /置复位标志/-电流环运算子程序-void CURPI() stati

13、c int curep=0x00,curek=0x00,curuk=0x00;union dataint pwm;char a2;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=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=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;els

14、e /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.pwm8)&0x0ff;将PWM 寄存器的高半字节if(b.pwm&0x80!=0) CCP1X=1;else CCP1X=0;if(b.pwm&0x40!=0) CCP1Y=1;else CCP1Y=0;/-转速环运算子程序-void SPEPI() static int speep=0x00,speek=0x00,speuk=0x00;int tsh1,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el

15、se speed1=0x7f-speed; /否则计算实际转速if(speed10) speed1=0;speep=speek*SPEB;tsh1=tsh-0x38; /得到计算用的手柄值speek=tsh1-speed1;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(speukGCURHILO) /转速环输出限制，即限制最大电流约12 Aspeuk=GCURHILO;gcur=GCURH;else /调速状态时的输出gcur=(speuk4)&0x0ff;/-主程序-main()for(;

16、)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else if(spepid=1) SPEPI(); /转速PI 运算else if(lowpower=1) POWER();else if(shutdown=1) BREAKON();asm(CLRWDT);/-中断服务子程序-#pragma interrupt_level 1void interrupt INTS(void)if(RBIF=1) RBIF=0;sample();else

17、 if(ADIF=1) AD();else if(INTF=1) shutdown=1;INTF=0; /刹车中断来，置刹车标志设计思路：目 的目前电动车市场各种功能无刷控制器琳琅满目，种类繁多。普通模拟专用芯片已是穷途末路，而利用单片机控制则能做到“只有想不到，不怕做不到”地步，五花八门的单片机纷纷推向电动车这个新兴的行业。我公司根据电动车市场的流行趋势，制定了无刷控制器的设计方案。功能概述目前电动车市场上的控制器分有刷控制器和无刷控制器两大类，由于有刷电机输出扭距小，效率低，需要定期更换炭刷等诸多缺点而逐步被输出扭距大、效率高、使用寿命长的无刷电机取代。根据电动车车型分简易车和豪华车型以及

18、电动摩托车，简易车功率一般在250W以下，而豪华车都在350W以上，设计时必须考虑。简易车的常用功能有1：1助力、巡航、电量及工作状态显示。工作模式有自动和手动切换两种。豪华车型根据客户的随意性有很多功能，主要有飞车保护、软ABS刹车、反充电、双动力（档位切换）、电机锁（关闭电源电机锁定）等。为方便调试和防止非法解密，设计采用专用调试工具，外接一个带有键盘和显示器（数码管）的工具来设定一些基本参数，如欠压値、限流、相位选择和工作电压选择等。可以利用单片机内部或外接EEPROM保存设置参数。通过该调试工具达到系列产品的通用性。主要技术参数1 基本功能1.1 工作电压键盘设定，分12、24、36、

19、48、60、72V档，根据输入电压采样值，确定欠压保护值，单节电池保护电压为10.5V0.5V，低于该值关闭输出。由于取样电压有相应的误差，用键盘应可以微调。欠压工作方式：当电源电压低于设定值时，关闭输出，当电源电压滞回到大于设定值2V时，开启输出。另一种方式为当电源电压低于电池容量的50时，相应缩减输出脉宽，以10个百分点逐减，到设定值时减为零即关闭输出，滞回则相反。 1.2 调速电压调速把输出电压范围为14.2V，控制器起点电压应高于1V，控制器的脉宽调制范围应设定为1.383.8V，大于3.8V输出为全打开。1.3 刹车断电分高电平、低电平和ABS三种方式，高、低电平控制方式由键盘设定，

20、ABS单独引脚控制，该功能如不用时，I/O口可以指定其它功能。1.4 限流当取样信号到达设定点时，采用对PWM进行递减的方法，来减小电机电流，使输出电流不超过设定值。即最大输出电流恒定在设定点。设定值由键盘设定，以便调试。1.5 过流保护：由于MCU单片机A/D采样速度的因素造成输出电流大于设定值，在这种情况下，设定一个保护值，关闭输出，一般设定为大于限流值23A。此值应由键盘设定。1.6 堵转保护限流值保持13秒后，关闭输出。1.7 相角选择60度/120度选择，键盘设定。1.8 1：1助力输入3：2占空比的开关信号15.5Hz对应调速把的电压信号为23.8V，根据输入频率的变化，改变输出P

21、WM的占空比，以控制骑行速度。1.9 巡航手动/自动选择由键盘设定，手动按钮低电平有效，按钮按下2秒进入手动巡航方式；自动巡航方式为调速把恒定在某一点8S后（信号电压必须大于启动电压），控制器自动进入巡航方式。1. 10限速采用减小PWM脉宽的方法，此值由键盘微调，初始值定义为PWM最大值的45。低电平为限速方式。1.11 故障指示闪1正常、闪2刹车、闪3 RAO、 RBO、闪4 下驱动、闪5上驱动、闪6缺相、闪7 RBO、闪8欠压。故障状态指示利用专用调试器的指示灯指示。1.12 飞车保护调速电压4.5V，上电调速电压1.5V关闭输出保护。即当调速把地线开路和打开电门锁前调速把已转动时。1.

22、13 反充电滑行充电、EBS刹车充电、滑行充电选择，用I/O端口选择，低电平为滑行充电。输出一个指示信号，指示灯亮为充电状态。2 附加功能2.1 动态显示1、故障显示2、电量及骑行状态显示3、速度显示（发光管）2.2 双动力根据电机的转速设定一个切换点，该切换点的值由键盘设定。2.3 档位切换由一个按钮开关设定三档的速度，初始状态为最低速，按钮的工作方式为按下按钮开关，松开后进入档位状态，档位为循环方式。档位速度可由键盘微调。2.4 指针仪表速度分相线输出、霍尔信号、单片机输出。2.5 防盗锁输入一个信号锁定电机，推动越快阻力越大（此功能或做成电机锁，电锁关闭后实现）。2.6 参数设定显示窗由

23、两部分组成第一部分为功能序号，第二部分为参数值，按键由三个按钮分别代表模式、加、减，设置的参数保存在EEPROM存储器中。设定器与单片机的通讯采用I2C方式。单片机PICl6F72是目前电瓶车控制器主流控制芯片，配合2只74HC27(3输入或非门电路)；1只74HC04D(反相器)；1只74HC08D(双输入与门)和一片LM358(双运放)，组成一款比较典型的无刷电瓶车控制器，具有60和120驱动模式自动切换功能，其基本组成框图见图l。实物测绘原理图见图2(图中数据除注明外，均为开锁停车状态数据)。 一、 电路简介与自检开通电门锁，48V电瓶直流电经电门锁线输入到控制器，一路经R3、R13、R

24、4等送入U6的脚作电瓶欠压检测用，另一路送入U13、U14、U15输出+15V和+5V给IC和末级驱动供电。单片机PICl6F72的、脚外接16MHz晶体，脚外接R13、C25组成复位电路，电门锁开锁，单片机得电工作后即进入初始化自检状态，它主要检测：1由R3、R73、R4、R11、C2l等组成的电池欠压检测电路(典型值U6的脚输入3.8V)。2由R5、R6、U1等组成的末级电流检测和过流保护电路(正常值Ul的脚输出0V，脚输出约3.6V)。3转把复位信号(正常值U6的脚输入约0.8V的低电平)。4刹车复位信号(正常值U6的脚输入4.8V高电平)。5电机霍尔元件检测到的无刷电机相位信号(正常时

25、至少有一根霍尔线输入为4.1V，其他为0V)。自检后的状态由LED2显示结果，以下是参照值(具体显示与单片机的程序设计有关)。闪l停l-自检正常通过 闪2停l-欠压闪3停l-LM358故障闪4停1-电机霍尔信号故障闪5停l-下管故障闪6停l-上管故障闪7停1-过流保护闪8停l-刹车保护闪9停1-手把地线断开闪10停1-手把信号和手把电源线短路 闪l停11-上电时手把信号未复位1602 显示若自检正常通过，当转动转把时，U6根据转把输出电压的大小，将相应脉冲宽度的载波信号与三路驱动上下管的换相导通信号混合，从而达到控制无刷电机速度的目的，不同的速度对应不同的电机电流，同时行驶速度与电机换相频率成

26、正比。电路中，末级功率管V1和V2，V3和V4分别为无刷电机U相的上、下路驱动管；V5和V6，V7和V8分别为无刷电机V相的上、下路驱动管；V9和V10，Vll和V12分别为无刷电机W相的上、下路驱动管。U2为下管驱动IC，U4为上管驱动IC；U3、U5为上、下管R55、R56(康铜丝)串接在末级功率管的地线上，因而末级功率管的电流变化会在R55、R56上产生压降，所以由R5、R6和Ul等组成的电流检测电路可以随时检测无刷电机电流的大小，避免过流损坏电机。由R3、R73、R4、R11、C21、U6等组成欠压保护电路，当蓄电池电压下降到设定值时，U6即停止输出，避免电池过度放电。此外U6分别为模

27、拟三相交流电的6组上下功率管输入预先设定的换相信号，这6组上、下功率管必须按严格顺序依次导通和关闭，其次U6处理转把的调速电压并输出PWM(即脉冲宽度调制)信号和U6输出的换相信号在后级电路中混合叠加输出控制电压，去分别控制3路上、下功率管的导通和截止。二、 故障检修在检修时，首先要排除短路故障，特别是末级功率管。在电门锁一侧，可以断开电门锁插接件测电流，若为正常的约65mA则说明控制器前级无短路。其次当无短路而电机不转时，要先检查初始化自检条件是否正常(如前面所述)。检查电机霍尔元件好坏的一种简单方法：打开电门锁，用不带阻尼的指针式(下同)万用表交流10V挡分别测U6的?、?和?脚即电机霍尔

28、的w、V和u相的输入端，用手慢慢转动电机轮，如果看见表上的指针在04V左右摆动，则说明电机霍尔元件基本正常。检查控制器前级是否正常的方法，先要控制器自检通过，观察LED2即自检灯看出正常与否，若LED2闪一次停一次，说明自检通过，否则应检查自检灯指示的相关故障电路，自检正常通过后，月万用表交流10V挡测试U6的26、27和28脚(即下管换相信号)，转动转把使电机轮尽量旋转慢一点，若表针在O4V左右摆动，再测U6的23、24和脚(即上管换相信号)，表针应在O2V左右摆动。然后测U6的13脚(即PWM输出脚)，此点电压随转把的转动而变化若为0V4.8V，说明单片机U6输出基本正常 。电机电流检测和保护电路由电流取样电咀R5、R6和U1等组成，当无刷电机电流增大到使Ul的脚电压大于脚约O.23V时，U1的脚电压跳变至低电平，U6的21脚变为低电平，单片机进入过流保护状态。11 / 11