在无刷直流电动机操控体系中，一般用DSP对信号进行并重和处理。但我们DSP的价格昂贵，在一些实时性要求不高的场合，能够用MCS-51单片机来替代DSP操控无刷直流电动机的起停、正回转和调速。
本文规划并完成了一种依据双单片机通讯的无刷直流电动机操控体系。该规划方案电路简略、可靠性强、价格便宜。体系首要包含单片机操控电路、逻辑维护电路、过流维护电路、驱动电路、测速电路、转子方位检测电路等。其原理如图1所示。
1 转子方位检测电路
操控无刷直流电动机时，有必要要知道转子的方位。在本规划方案中，选用了三个光电式方位传感器。这种传感器使用光电效应，由跟从电动机转子一同旋转的遮光板和固定不动的光源及光电管等部件组成。遮光板开有180°电视点左右的缝隙。跟着电机转子的旋转，光电管间歇接纳从光源宣布的光，不断导通和截止，然后发生一系列0、1信号。这些信号经过P0口传输给单片机后，单片机经过P1口送出相应的操控字，就能很好地操控电机的换相。其操控原理图和换向操控表如图2和表1所示。
2 驱动电路
绝缘栅极双极型晶体管IGBT的栅极驱动电压一般为15V±10%，而关断负偏置电压为5～6V。因而选用TLP250驱动IGBT，电路如图3所示。TLP250内部是光电耦合的，完成将操控电路与主电路阻隔。当3脚接纳到一个低电平时，VGE输出近似为15V，能够驱动IGBT使其导通;相反，当3 脚接纳到一个高电平时，VGE输出近似为-5V，使IGBT截止。六只TLP250跟着输入电平改动，能够很好地操控IGBT的开断，然后完成换相。
3 维护电路
3.1 起动时的限流维护电路
电动机起动时，我们转速较低，故转子磁通切开定子绕组所发生的反电势很小，因而或许发生过大的电流I。一般要加过流维护电路。主回路中经过电动机的电流终究经过电阻Rf接地。因而，Uf=Rf·IM，其巨细正比于电动机的电流IM，Uf经过10kΩ电阻与电压比较器LM324反相输入端相连。当Uf大于LM324正相输入端给定电压U0时，LM324输出低电平。使发光二极管导通，则三极管C端输出低电平。我们C端与三输入与非门74LS10相连，不管别的两输入怎么，其输出必为高电平，因而从TLP250输出-5V，一起关断了Q2、Q4、Q6三只 IGBT，即堵截子主电路。当Uf
3.2 运转时的逻辑维护电路
为防止单片机体系受环境搅扰或碑文程序时犯错，在单片机输出端加了一个逻辑维护电路，其电路如图5所示。假定起动电流不超越最大电流，则输入C不起任何作用，输出只受P10～P15操控。依照所规划的桥式电路，要求Q1与Q4、Q2与Q5、Q3与Q6不能一起导通，不然经过IGBT的电流过大，导致过流损坏。依据电路的逻辑关系，当P10P13、P11P14、P12P15犯错，都输出低电平，或许P0口输出均为低电平(高电平)，Q1Q4、Q2Q5、 Q3Q6没有一起导通，很好地维护了电路。
4 测速电路
假如要对直流无刷电动机的转速进行准确操控，首要要对它的转速进行准确丈量。笔者使用转子方位传感器所发生的脉冲信号来反映电机的转速。将传感器输出端接到单片机的P15口，跟着电机的滚动，单片机不断的接纳到凹凸电平。当单片机检测到一个下跳沿时开端发动守时器T1作业，直到接纳到下一个相邻的下跳沿时学校。相继两个高电平之间的时刻与电机的转速成正比，能够丈量出电动机的转速。
5 双单片机操控电路
5.1 规划原理
在本规划方案中，用单片机来操控无刷直流电机的起动、换相、调速、正回转及泊车。在规划中，我们程序在丈量转速时，有一个等候延时时刻，假如电动机转速较低，则传感器传输的两个高电平距离较大，则必定影响到电机换向，使电机失步而泊车。为防止这种状况，在规划时使用了两片89C52单片机，其间一块为主单片机，一块为从单片机。从单片机首要担任操控电动机的换相机遇。当从单片机接纳到转子方位检测电路的转子方位信息后，由其P1口向逻辑维护电路宣布两路信号，逻辑维护电路将接纳到的信号反相后传输给六只IGBT的栅极驱动电路，然后操控定子绕组的换相机遇。主单片机担任丈量转速，并将测到的实践转速与给定转速比较，将比较成果经过串行口TXD传送到从单片机。从单片机接纳到信息后，在换相机遇不变的前提下，改动定子国绕组电流通电时刻，然后到达调整的意图。单片机接法如图6所示。
5.2 串行口双机通讯
在串行通讯中，接纳、发送双方向波特率有必要共同。因而，首要要设定通讯波特率，依据需要设置合理的发送接纳速率。主单片机程序在复位时，初始化串行传送操控寄存器SCON，设置SCON=0x40，此刻选用串行传输形式一。令SMOD=1，TMOD=0x21，守时器T1设为方法二，初值设为0xff，则波特率为62.5kbit/s。主单片机选用守时发送数据方法，从单片机接纳数据选用中止方法。首要要对串行口进行初始化，界说SCON使REN=1，且要开CPU及串行口中止，使EA=1，ES=1。接纳到数据后，接上中止标志位RI为1，程序进入中止服务程序，先关中止，然后将SBUF接纳到的数据取出，再使RI清零并开中止退出中止服务程序。详细思路是：主单片机将丈量的转速与设定转速比较，假如过大，则经过串行口向从单片机宣布数字0;假如过小，则向从单片机宣布数字1;假如持平，则向从单片机宣布数字2。从单片机经过中止读取信息，假如SBUF里数的为0，则增大换相延时时刻，下降电机转速，直至接纳到2学校;假如SBUF里的数为1，则减小换相延时时刻，以增大电机转速，直至接纳到2学校;假如SBUF里的数为2，则换相延时时刻不变，电机保持在当时速度下运转。
5.3 串行通讯软件规划
整个软件选用C51言语编写，悉数模块化编程。主单片机程序模块首要包含测速程序、设定速度程序、速度显现程序，其主函数流程图如图7所示。从单片机程序模块首要包含正转、回转及泊车程序、调整程序、串行中止服务程序，其主函数流程图及中止函数流程图如图8、图9所示。
本文规划并完成的无刷直流电动机操控体系，在实验室已调试成功。该电路软件仿真和硬件完成已经过验证，取得了很好的作用。实践证明本规划可行有用。
