ST72262G1單片機在電動自行西安西瑪車無刷直流電機控制中的應用

時間：2019-12-31 19:00

　）具有調速性能好、易于控制、無換相火花和勵磁損耗、壽命長等諸多優點，故其應用范圍遍及各個領域。新型的ST72262G1微控制器不僅具有很強的實時運算能力，并且集成PWM模塊只需加少量外圍器件就能設計出有效的速度、電流環從而實現電機的精確調速。），是ST72215的升級換代產品。它內置LVD檢測，可省略上電復位電路屬有4k的ROM和256字節的RAM，CPU頻率可達8MHZ.片上外設方面它具有實時時鐘、A/D、SPI模塊等。其中包括2個16位定時器各自可成為獨立的PWM輸出通道。同時ST72262G1還具有強大的軟件功能，它的RAM中有128字節作為堆棧，擺脫了ST6系列子程序調用最多6層的限制。還有63條基本指令，17種尋址模式，特別的，它還具有8bit無符號乘法指令這在微控制器中很難得。

　　2無刷直流電機控制器的硬件設計21電動機工作原理無刷直流電機用永磁體制成轉子，用定子繞組換相來代替電刷換相用霍爾元件傳感轉子位置信息。內置電機的3個霍爾元件會實時的輸出確定的3個電平信號來表征轉子位置信息，MCUST72262G1雁據這3個電平信號，查表得出將要切換的相位，改變相應的輸出狀態。

　　如，以逆時針旋轉為例。假設轉子此時的位置使查表所得的換相狀態正好是中箭頭1所指的方向，那幺只需使MOS管T1和T6導通其他關閉即可。然后隨著位置信號的每一次變化，MOS管T1~T6安裝左邊的時序換相就能使定子繞組按照右邊的箭頭方向，按序號從1~6的產生出旋轉磁場。電機也就進入了同步狀態，轉子將按照中箭頭1~6的順序旋轉起來。

　　2.2硬件實現圄2系統硬件框圄先來看一下系統框圖，如，整個控制系統由3部分組成ST72262G1、IR2130、6個MOS管組成的開關矩陣。ST72262G1通過從電機返回的3路霍爾信號判斷出下一步的輸出狀態進而由IR2130驅動MOS管換相，同時將相關信息通過SPI口輸出到LCD顯示。由于該款控制器是用于電動自行車上用36伏蓄電池供電，故而對欠壓和過流保護等提出了要求，即欠壓保護：1±1V；艮流保護：17A±0.5A過載保護：15A（連續工作3分鐘XIR2130是一塊10V~20V供電的門驅動芯坩本試驗用15V），通過內部的自舉功能可以驅動三相全橋的六個MOS管。它本身還具有一個比較器，配上合適的電阻可以作為過流檢測器使用。一旦過流，高端和低端一共六路輸出全部為0并且從fault管腳輸出一個低電平給ST72262G1的16腳告警（如）接LCD顯示B1為PWM輸出口尸B7作為剎車倍號輸入，P巳3、PB2、PB0分別作為電機3相霍爾倍號的輸入端。PC口都具有A/D功能，故用PC5作為速度倍號采樣尸C0做過流檢測。PC1只用作普通輸入口接上文說到的從IR2130傳來的故障倍號。PA2~PA7做6路換相倍號接IR2130驅動MOS管其中PA2~PA4作為高端的3路MOS管開關倍號必須先與PWM輸出做“與”，然后經反相再接舊213-.做“與”是因為ST72262G1沒有那么多PWM輸出口，而用通用輸出口和PWM做與“就能實現3個PWM輸出口的功能。而對與低端的三個MOS管不必加以PWM倍號只需在如中的導通周期內使相應MOS管保持導通，反之保持關閉即可。同時，由于IR2130是負邏輯器件，故而PA5~PA7輸出時要邏輯取反。由于高端3路驅動倍號經與非門接IR2130所以PA2~PA4不用邏輯取反。本試驗電路中使用150W/36V直流無刷電機（額定電流5~5.5A），VDC用36V鉛酸電池產生MS管用STP6NF6li6V、6A）采樣電阻取0.1！，限制電流15A.這樣過流采樣電壓為1.5V.另外，在IR2130的9、10、11腳上配置合適的電阻值使IR2130在電流達到17A時輸出fault倍號。

　　3無刷直流電機控制器的軟件設計程序流程圖如整個軟件的設計大致可以分為以下幾個任勞上電初始化、換相、調速、顯示及判斷是否過流、是否剎車。

　　判斷是否過流要用到A/D，而調速也要用到A/D，所以只能采取查詢方式，在主程序的每次循環開始檢測，一旦發現過流，按照廠商要求不立即停機，而是看此中情況（1.5A
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