毕业论文--基于motorola单片机的电动自行车控制器的设计

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1、免费毕业论文--基于MotoroIa单片机的电动自行车控制器的设计（一）目录□□第一章绪论1□□1.1引言1□□1.2控制器方案2□□1.3本课题的研究背景与设计内容3□□1.4论文的结构3□□第二章带霍尔的无刷直流电机控制原理4□□第三章控制器的硬件方案设计7□□3.1总体实现方案7□□3.2MC68HC908JL3单片机简介8□3.3系统硬件设计10□□3.3.1电源电路10□□3.3.2控制器主电路11□□3.3.3驱动电路设计12□□3.3.4位置传感器的选择及安放15□□3.3.5调速控制18□□3.3.6检测电路

2、的设计18□□3.3.7系统控制示意图20□□3.3.8硬件设计中的抗干扰措施20□□3.4本章小节22□□第四章控制器的软件设计23□4.1控制器的主程序结构23□□4.2HC08的内存分配24□□4.3振荡器25□□4.4控制器中所用到的片内模块26□□4.4.1定时器接口模块(TIM)26□□4.4.2ADC转换模块28□□4.5ADC相关寄存器设置初始化31□□4.6端口和时钟寄存器的初始化31□□4.7霍尔信号的查询与绕组的换相32□□4.8中断程序32□□4.&1过流与欠压保护中断子程序32□4.8.2刹车中断子

3、程序33□□4.9电机堵转检测33□□第五章设计中遇到的问题及其解决35□□结论37□□致谢38□□第一章绪论□□1.1引言□□电动自行车作为一种环保型交通工具，以其便捷、噪声低、污染少等优点，一经推岀就备受广大消费者的喜爱。目前市场上出现的电动自行车按照骑行方式可分为两类：一类为电动车，即骑行者不需自己用力，只要接通电源，电动自行车上的电机即能工作而带动自行车行。我国生产的电动自行车大多数属这一类型，通常这类车又分为两种驱动方式：一种为磨擦驱动方式，即电机转动时主动轮磨擦自行车的轮胎或轮箍驱动自行车运动，上海“永久倍特”就

4、是这种驱动方式；一种为直接驱动型，电机与自行车轮箍连为一体，两轴同心。这种电机一般采用高科技的稀土电机，电机外壳为转子，如南京“大陆鸽”、苏州“小羚羊”都属这一类。还有一类为助力型，电动机的工作只是减少脚踏阻力，清华大学研制的一种电动自行车和台湾省巨大公司昆山分公司生产的新一代“捷安特”Lafree电动车就属于这一种，这种电动车在国外称之“智”行车，这种车集人力和电力为一体，介于电动车和脚踏车之间，骑行者用力踏车时电机提供助力，助力的大小通过一智能型传感器传给控制器中的电脑芯片，由电脑芯片“指挥”电机施加多大的力而进行控制，

5、助力与人力的比例可进行调节，人力越大，助力越大，骑行者不加力则电机不工作。我们现在使用较多的电动车就属于上面所说的第一类，应用于该类的电机又有无刷和有刷之分。有刷和无刷是指电机的换相方式，普通的直流电机就是一种有刷电机，它是电刷与换相器之间通过机械接触来进行换相的。而无刷电机是通过传感器（一般指霍尔传感）来检测绕组的位置，从而控制相应绕组的导通情况。与有刷电机相比，无刷电机避免了机械接触与磨损，提高了电机寿命，减少了维修费用。此外，无刷电机在运行时不会像有刷电机那样产生电火花，对电动车上的仪表造成干扰。随着电动车控制器成本的

6、大大降低，釆用无刷电机作为驱动电机已经成为各大电动车厂商的首选，其中广泛采用的是一种无电刷带位置传感器的三绕组直流电机。为了能够降低控制器的成本，使其有较高的性价比，本毕业设计提出采用Motorola的mc68hc908jl3作为电动自行车的控制器。□1.2控制器方案□□无刷直流电机(BrushlessDirectCurrentMotor)由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。它的定子绕组多做成三相对称星形接法，转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器，负责检测转子磁极的位

7、置信号，控制器接收位置传感器信号，以一定的导通顺序触发功率器件，从而将电源以一定的逻辑顺序分给各相绕组，使电机产生连续转矩。所以设计无刷电机控制器的关键是根据位置传感器的信号来控制相应绕组的通断及其通断时间。除此之外，控制器还应具有转速调节，过载过流保护及显示等功能。MC68HC(9)08JL3是MC68HC08家族中高性能、低价位的一员。内含4096字节闪速存储器(Flash),128字节RAM,同时带有看门狗，可防止程序跑飞，大大提高系统的抗干扰能力。它的片内资源也较丰富，其片内的TIM(定时器接口模块)是一个双通道的定

8、时器，具有输入捕捉、输出比较和脉宽调制(PWM)功能。有一个8位的12路ADC转换器。因此MC68HC(9)08JL3可选作为电动车控制器的主控芯片。□1.3本课题的研究背景与设计内容□□自20世纪70年代起，由于大规模集成电路技术的不断进步，将微处理器、存储器和外围设备集成到一块芯片上，