单片机PICl6F72是现在电瓶车操控器干流操控芯片，合作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操控器，具有60°和120°驱动形式主动切换功用，其根本组成框图见图l。什物测绘原理图见图2(图中数据除注明外，均为开锁泊车状况数据)。
一、电路简介与自检
注册电门锁，48V电瓶直流电经电门锁线输入到操控器，一路经R3、R13、R4等送入U6的③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⑨、⑩脚外接16MHz晶体，①脚外接R13、C25组成复位电路，电门锁开锁，单片机得电作业后即进入初始化自检状况，它首要检测：
1．由R3、R73、R4、R11、C2l等组成的电池欠压检测电路(典型值U6的③脚输入3.8V)。
2．由R5、R6、U1等组成的末级电流检测和过流维护电路(正常值Ul的⑦脚输出0V，①脚输出约3.6V)。
3．转把复位信号(正常值U6的⑥脚输入约0.8V的低电平)。
4．刹车复位信号(正常值U6的⑦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(正常时至罕见一根霍尔线输入为4.1V，其他为0V)。
自检后的状况由LED2显现成果，以下是参照值(详细显现与单片机的程序设计有关)。
闪l停l–自检正常经过
闪2停l–欠压
闪3停l–LM358毛病
闪4停1–电机霍尔信号毛病
闪5停l–下管毛病
闪6停l–上管毛病
闪7停1–过流维护
闪8停l–刹车维护
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
若自检正常经过，当滚动转把时，U6依据转把输出电压的巨细，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，然后到达操控无刷电机速度的意图，不同的速度对应不同的电机电流，一起行进速度与电机换相频率成正比。
电路中，末级功率管V1和V2，V3和V4别离为无刷电机U相的上、下路驱动管；V5和V6，V7和V8别离为无刷电机V相的上、下路驱动管；V9和V10，Vll和V12别离为无刷电机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，因此末级功率管的电流改变会在R55、R56上发生压降，所以由R5、R6和Ul等组成的电流检测电路能够随时检测无刷电机电流的巨细，防止过流损坏电机。由R3、R73、R4、R11、C21、U6等组成欠压维护电路，当蓄电池电压下降到设定值时，U6即中止输出，防止电池过度放电。此外U6别离为模仿三相沟通电的6组上下功率管输入预先设定的换相信号，这6组上、下功率管必须按严厉次序顺次导通和封闭，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操控电压，去别离操控3路上、下功率管的导通和截止。
二、毛病检修
在检修时，首先要扫除短路毛病，特别是末级功率管。在电门锁一侧，能够断开电门锁插接件测电流，若为正常的约65mA则阐明操控器前级无短路。
其次当无短路而电机不转时，要先查看初始化自检条件是否正常(如前面所述)。
查看电机霍尔元件好坏的一种简略办法：翻开电门锁，用不带阻尼的指针式(下同)万用表沟通10V挡别离测U6的?、?和?脚即电机霍尔的w、V和u相的输入端，用手渐渐滚动电机轮，假如看见表上的指针在0～4V左右摇摆，则阐明电机霍尔元件根本正常。
查看操控器前级是否正常的办法，先要操控器自检经过，调查LED2即自检灯看出正常与否，若LED2闪一次停一次，阐明自检经过，不然应查看自检灯指示的相关毛病电路，自检正常经往后，月万用表沟通10V挡测验U6的○26、○27和○28脚(即下管换相信号)，滚动转把使电机轮尽量旋转慢一点，若表针在O～4V左右摇摆，再测U6的23、24和⑤脚(即上管换相信号)，表针应在O～2V左右摇摆。然后测U6的13脚(即PWM输出脚)，此点电压随转把的滚动而改变若为0V～4.8V，阐明单片机U6输出根本正常。
电机电流检测和维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②脚电压大于③脚约O.23V时，U1的①脚电压跳变至低电平，U6的21脚变为低电平，单片机进入过流维护状况。
PIC单片机操控的电动自行车驱动体系C程序
#include
//约束电机的最大电流。本应用程序用到两个CCP部件，其间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中止，RB口电平改变中止，
//看门狗以及6个通用I/O口
#defineAND0xe0//状况收集5，6，7位
#defineCURA0X0a//电流环份额和积分系数之和
#defineCURB0X09//电流环份额系数
#defineTHL0X6400//电流环最大输出
#defineFULLDUTY0X0FF//占空比为1时的高电平时刻
#defineSPEA0X1d//转速环份额和积分系数之和
#defineSPEB0X1c//转速环份额系数
#defineGCURHILO0X0330//转速环最大输出
#defineGCURH0X33//最大给定电流
#defineGSPEH0X67//最大转速给定
#defineTSON0X38//手柄敞开电压1.1V，TSON*2为刹车后手柄敞开电压，即
//2.2V
#defineVOLON0X4c//低电压维护重开电压3.0V即33V
#defineVOLOFF0X49//低电压维护关断电压2.86V即31.5V
volatileunsignedcharDELAYH,DELAYL,oldstate,speed,
speedcount,tsh,count_ts,count_vol,gcur,currenth,
voltage;//寄存器界说
staticbitsp1,spe,ts,volflag,spepid,lowpower,
off,shutdown,curpid;//标志位界说
staticvolatileunsignedcharnew[10]={0xaf,0xbe,0xff,0x7e,0xcf,
0xff,0xd7,0x77,0xff,0xff};//状况寄存器表
//————PIC16F877初始化子程序————
voidINIT877()
{
PORTC=0X0FF;//关断一切MOSFET
TRISC=0X02;//设置C口输出
PIE1=0X00;//中止寄存器初始化，关断一切中止
TRISA=0XCF;//设置RA4,RA5输出
TRISB=0XEF;//RB口高三位输入，收集电机三相的霍尔信号
PORTC=new[(PORTB&AND)>>5];//收集第一次霍尔信号，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方法
CCP2CON=0X0B;//CCP2设置为特别方法，以触发AD
ADCON0=0X81;//AD时钟为32分频,且AD使能,挑选AN0通道收集手
//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成果左移
OPTION=0XFB;//INT上升沿触发
TMR2ON=1;//PWM开端作业
INTCON=0XD8;//中止设置GIE=1,PEIE=1,RBIE=1
ADIE=1;//AD中止使能
speedcount=0x00;//转速计数寄存器
speed=0x7f;//转速坚持寄存器
spe=1;//低速标志位
sp1=1;//低速标志位
oldstate=0x0ff;//初始状况设置，差异于其他状况
count_ts=0x08;//电流采样8次,收集1次手柄
count_vol=0x00;//采样256次手柄,收集1次电池电压
ts=1;//能够收集手柄值的标志位
ADGO=1;//AD采样使能
TMR1ON=1;//CCP2部件开端作业
}
//————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
}
//———–状况收集子程序———————-
voidsample()
{
charstate1,state2,state3,x;
do{
x=1;
state1=(PORTB&AND);//霍尔信号收集
DELAY1(x);
state2=(PORTB&AND);
}while(state1-state2);//当三次采样成果不相一起持续收集状况
if(state1-oldstate!=0)//看本次采样成果是否与前次相同，不同
//则履行
{oldstate=state1;//将本次状况设置为旧状况
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{//假如转速很低，则spe置1
spe=0;sp1=0;
speedcount<<=1;
state3=(TMR1H>>2);//不然，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中止标志位
if(ts==1){//假如为手柄采样，则采样手柄值
CHS0=1;//挑选电流采样通道
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){//假如电池采样时刻到，则挑选AN2通道，收集电池电压
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{//不然，中止为采样电流中止
speedcount=speedcount+1;//speedcount寄存器加1，作为丈量转速用
if(speedcount>0x3d)sp1=1;//假如转速低于1000000μs/(512μs*3eh*3)
//则以为为低速状况
currenth=ADRESH;
curpid=1;
count_ts=count_ts-1;
if(count_ts==0){//假如手柄时刻到，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，假如是搅扰则不复位
shutdown=0;
if(RB0==1){//假如刹车信号为真，则中止输出电压
ADIE=0;//关AD中止
INTE=0;//关刹车中止
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，则等候采样完毕
ADIF=0;//ADIF位清零
CHS0=0;//挑选通道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或刹车依旧持续时,履行以
//上句子
off=1;//置复位标志
}
}
//———欠维护子程序——————-
voidPOWER()
{
charx;
lowpower=0;
voltage>>=1;//电压值换为7位，以利于单字节运算
if(voltage
ADIE=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(voltage
off=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;//界说电流环运算寄存器
curpid=0;//清电流运算标志
curep=curek*CURB;//核算上一次误差与份额系数的积
if(currenth<2)currenth=2;//假如采样电流为零，则以为有一个小电流以利于
//使转速下降
currenth>>=1;
curek=gcur-currenth;//核算本次误差
curuk=curuk+curek*CURA-curep;//按闭环PI运算方法得到本次输出成果，下
//面临成果进行处理
if(curuk<0x00){//假如输出小于零，则以为输出为零
curuk=0;CCPR1L=FULLDUTY;CCP1X=0;CCP1Y=0;
}
elseif(curuk-THL>=0){//假如输出大于限幅值，则输出最大电压
curuk=THL;CCPR1L=0;CCP1X=0;CCP1Y=0;
}
else{//不然，按份额输出相应的高电平时刻到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;//转速寄存器界说
spepid=0;//清转速运算标志
if(spe==1)speed1=0x00;//若转速太低，则以为转速为零
elsespeed1=0x7f-speed;//不然核算实践转速
if(speed1<0)speed1=0;
speep=speek*SPEB;
tsh1=tsh-0x38;//得到核算用的手柄值
speek=tsh1-speed1;
if(tsh1<0){speuk=0;gcur=0;}//当手柄值低于1.1V时，则以为手柄给定为零
else{//不然，核算相应的转速环输出
if(tsh1>=GSPEH)//约束最大转速
tsh1=GSPEH;
speuk=speuk+speek*SPEA-speep;//核算得转速环输出
if(speuk<=0X00){speuk=0x00;gcur=0x00;}//转速环输出处理
elseif(speuk>GCURHILO){//转速环输出约束，即约束最大电流约12A
speuk=GCURHILO;gcur=GCURH;}
else{//调速状况时的输出
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，则履行下面程序，不然复位
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”);
}
}
}
//———中止服务子程序———————
#pragmainterrupt_level1
voidinterruptINTS(void)
{
if(RBIF==1){RBIF=0;sample();}
elseif(ADIF==1)AD();
elseif(INTF==1){shutdown=1;INTF=0;}//刹车中止来，置刹车标志
1复位端口5V
2电流检测<1v
3电池电压检测>3V
4电机相序挑选>2V120度不然60度
5转把信号1-4V
7刹车信号>4V
8，19地
13PWM信号输出
15，16，17电机豁尔信号输入端
18指示灯
20电源5V
21过流正常时为5V
23-28驱动信号输出
