摘要：依据无刷直流电机的作业原理，规划了一种以PIC16F737单片机为操控中心的电动摩托车用无刷直流电机操控体系，给出了体系具体的硬件电路和软件规划办法，完成了电动摩托车定速和调速两种作业形式的挑选。试验证明该规划方案操控电路简练，器材少，成本低，维护措施牢靠，提高了体系的操控精度，对无刷直流电机在其他领域的使用有必定的协助和学习，具有广泛的现实意义。
关键词：无刷直流电机；PIC16F737；电动摩托车；操控体系
无刷直流电机(Brushless DC Motor，BLDCM)是跟着新式电力电子器材和永磁资料的开展而成熟起来的一种新式电机，它归于同步电机的领域，既具有沟通电机运转牢靠的长处，又具有传统有刷直流电机优胜的调速功用，因而具有广泛的使用远景。
跟着人们生活水平及环保认识的不断提高，签字“绿色化”开展理念的新式电动交通东西将在世界各地大行其道，电动摩托车必将成为人类的首要代步东西之一。选用无刷直流电机的电动摩托车作为绿色环保交通东西，具有操作简略、骑乘舒适、维护便利、污染小和噪声低一级长处。
PIC系列单片机是选用精简指令集RISC技能、哈佛总线和两级指令流水线结构的高功用价格比的8位嵌入式操控器(Embedded Controll er)。在此研讨的电动摩托车操控体系是一个以PIC16F737单片机为中心，无刷直流电机为操控目标的体系。
1 操控体系的完成
操控体系的原理框图如图1所示。
首要组成部分：
1)主控模块：由PIC16F737单片机、+5 V电源及外围辅佐电路组成。
2)输入电路：由方位信号检测、电流信号检测电路、转把刹车信号收集电路组成。
3)输出电路：由IR2110为中心的驱动电路和逆变电路组成。
4)维护电路：由过流维护电路、过压维护电路及报警电路等组成。
作业原理：单片机作为操控中心将方位检测、电流检测的信号处理输出对应的PWM波经驱动芯片，驱动6个功率场效应管，由其组成的三相全桥驱动电路对电机进行操控，因而可以对电机进行方位环、速度环和电流环的三闭环操控。当刹车信号呈现或电机呈现堵转而引起电流超限时，单片机马上堵截逆变电路；当电池电压低于设守时，主动堵截电机驱动电路，以防电池过放电而损坏。
1．1 体系硬件规划
1)主控模块
单片机外接口电路如图2所示。首要包含：电流采样包含瞬时电流采样信号输入量接RA0口，均匀电流采样信号输入量接RA1口；过流维护中止请求衔接单片机的RB0口；电池电量检测信号接RB1口，48 V电压对应的收集电压是2．66 V，低于40 V时对应的收集电压是2．1 V此刻需求维护；转把调速模仿输入量接RB3口，制动手柄模仿输入量接RA2口；附加功用输入包含报警和巡航，输入量别离接RA5口和RB2口；3个霍尔转子方位传感器输入Ha、Hb、Hc信号别离接RB7口、RB6口、RB5口；逆变电路中功率开关管驱动输出，完成无刷电机电子换向及无级调速。
2)输入电路
①霍尔信号输入
转子方位检测电路在体系中的效果有两个：检测电机定、转子的相对方位为逆变电路供给正确的换相信号；经过检测某路霍尔脉冲信号的个数，核算后转化为速度信号，构成速度反应环节。本体系的方位信号采样是经过无刷直流电动机自身自带的霍尔元件来检测的，因为霍尔元件是集电极开路输出，其输出信号经过上拉电阻得出方位方波信号，再经过阻隔电路送到单片机的引脚(U2—29、U2—30、U2—31)进行方位信号的捕捉，如图3所示。
②电流检测电路
该电流检测电路由2个LM358运算扩大器组成，如图4所示。其间一个构成了电压比较器，把检测的电流信号与已知电压比较，得到过流输出信号，过流时比较器翻转触发单片机中止，及时关断功率开关管构成维护电路。内部电流环电流经过别的一个由LM358运算扩大器构成的同相份额扩大电路来取得，经扩大后转化为与电流成正比的电压信号送入单片机PA2口。
3)输出电路
①逆变电路规划
电机滚动由霍尔传感器感应到的电机转子所在方位，决议敞开或封闭逆变器中功率晶体管的次序来操控，如图5所示逆变器中的AH、BH、CH(上桥臂功率晶体管)及AL、BL、CL(下桥臂功率晶体管)，使电流依序流经电机线圈，发生顺向或逆向旋转磁场，并与转子磁铁发生的磁场相互效果，使电机顺向或逆向滚动。当电机转子滚动到霍尔传感器感应出另一组信号的方位时，操控部分又再敞开下一组功率晶体管，如此循环，电机就可以完成滚动。
②IR2110驱动电路
IR2110芯片是一种双通道、栅极驱动、高压高速功率器材的单片式集成驱动模块。如图6所示，是由IR2110组成的无刷直流电机驱动电路原理图(单桥臂)。此驱动电路选用以3片IR2110为中心的6个N沟道的MOSFET管组成的三相全桥逆变电路，上桥臂选用PWM调制的操控方法；下桥臂选用固定视点操控方法，由此驱动无刷直流电动机。
1．2 体系软件规划
软件规划是整个操控体系规划的中心部分，它将直接决议了整个操控体系的操控质量和它的功率，决议体系输出信号的特性，包含电流巨细及安稳度、谐波含量、维护功用的完善、牢靠性等。PIC芯片是在其专门的软件开发环境Mplab进行程序编写与仿真的，这给开发者规划调试程序带来了极大的便利。该体系软件规划重点是主程序和中止服务程序，流程图如图7所示，主程序完成了各变量和芯片的初始化、巡航形式非巡航形式2种作业形式的挑选；中止服务程序包含过流欠压中止子程序、A／D转化中止服务子程序、刹车中止子程序。
2 结束语
文中所规划的根据P%&&&&&%16F737的操控体系硬件结构简略、维护功用完善、软件选用模块化规划、易于用户二次开发、体系牢靠性强、调试便利等特色。本文的立异点在于完成了电机的调速及定速两种作业形式的挑选，一起从软硬件2个方面完成了体系的欠压维护，过流维护。整个体系在实践使用中发动平稳、带载能力强、可以完成快速精准的调速、现场运转杰出。
