2040.基于CY8C25XXX系列PSOC芯片电动自行车智能控制器开发.doc

目 录 第一章 引言 3 1．1 课题设计背景 3 1．2 永磁无刷直流电机的发展 5 1．3 关于PSOC的介绍 6 第二章 智能控制器的体系结构 8 2．1 控制器功能介绍 8 2．2系统总体方案设计 9 第三章 智能控制器硬件方案设计 12 3．1 PSOC的内部资源与结构 12 3.1.1 PSOC的内部资源 12 3.1.2 PSOC 的内部结构 15 3．2 Cy8c24423的内部资源 18 3.2.1 ADC模块工作原理 20 3.2.2 动态配置能力及实现方法 21 3．3 智能控制器硬件方案设计 22 3.3.1 驱动电路 22 3.3.2 过流保护电路 23 3.3.3 欠压保护电路 24 3.3.4 调速刹车电路 25 3.3.5 电源电路 26 第四章 系统软件设计 27 4．1 程序总体流程图 29 4．2 具体软件设计方案 31 4.2.1 电机调速方案 31 4.2.2 电机及控制器保护方案 31 4.2.3 欠压保护方案 32 4.2.4 刹车控制方案 33 4．3 PSOC开发环境介绍 34 4.3.1 PSOC开发环境 34 4.3.2　与传统单片机系统设计方案的比较 34 第五章 设计中遇到的问题及解决方法 37 5.1 设计中遇到的问题 38 5.2 绘制原理图中遇到的问题 38 第六章 结论 40 致谢 42 参考文献 43 附录1 PSOC功能概述 附录2 原理图 附录3 PCB图 附录4 电动自行车主程序 第一章 引言 1．1 课题设计背景 本课题是用PSOC芯片控制电动自行车，PSOC芯片控制无刷直流电动机用于电动自行车，既可以完成一系列个性化定制，又可以减小产品的体积和成本、降低系统设计周期。PSOC由基本的CPU内核和预设外围部件组成，就是在一个专有MCU内核周围集成PSOC块，利用芯片内部可编程互列阵列，可以有效地配置芯片上的模拟和数字电路资源，达到可编程片上系统的目的。无刷直流电动机智能控制器基于PSOC片上系统。改进以前传统微处理器，具有更多的功能，必威体育官网网址性更强。随着现代社会可持续发展战略的深入人心，环境和能源问题越来越引起人们的重视。由于燃油车辆产生大量的废气和噪声污染，因而被零污染、高效率和宁静的新型电动车代替已成为一个不可逆转的趋势。与燃油机相比，电动车具有节能、可均衡电网高峰与低谷期的负荷以及可消除空气污染和降低城市噪音，且能源广泛（可来自火力、煤炭、石油、天然气 、水力、风力、地热、潮汐、原子能发电）等众多优点，电动车的研究已成为世界各国的研究热点之一。 电动自行车自从20世纪80年代发明以来经历了一个漫长的发展过程，在20世纪90年代北京的道路上曾经出现过电动自行车，但由于很多技术并没有过关以及交通管理上的一些问题，逐渐在马路上消失了。当时主要的问题是电源没过关，那时的电动自行车使用的电源是汽车用的铅酸蓄电池，维护非常麻烦，除了要及时充电外，还要经常换蒸馏水，而且电池体积重量都很大。到了最近，电源问题得到较好的解决，于是电动自行车就得到了迅速的发展。电动自行车有很多的优点，它不像汽车、摩托车那样有废气及噪音污染，速度低、易于驾驶，一般只要会骑自行车，用不了一个小时就能掌握电动自行车的操作，因此特别适合妇女及老人的使用。早在19世纪末，电动汽车就已出现，并有望成为蒸汽机的代替品。但随着内燃机技术的进步，燃油车逐渐取得了优势地位。相比之下，速度较慢、价格较高，因而逐渐退出市场，其后电动车的研究一度处于低潮。直至20世纪70年代初，石油危机的爆发以及考虑到电动42%的空气污染由交通车辆所造成，零排放的电动车又逐渐引起人们的关注。各国政府对环境的重视和相应法规的出台也使得电动车的开发更具有迫切性和商业前景。从上世纪60年代至今，电动车的开发主要经历三个发展阶段：1、20世纪90年代以前，蓄电池电动车——以蓄电池作为系统的动力源。2、90年代起，复合型电动车——蓄电池系统和燃油系统相互配合使用的电动车，这种车由电动机和汽油发动机联合驱动。与燃油车和纯电动车相比复合车既显著降低了排放，提高了燃油效率，又能在保持高速和远程行使方面取得较大突破。由于并非真正的零排放车辆，所以复合车通常被视为电动汽车发展过程中的过渡性产品。3、燃料电池电动车，燃料电池是一种将燃料的化学能直接转化为电能的“电池”，它不是蓄电池，而是“发电厂”，这种电池的使用，能提高起能量密度，但不具备回收电能的功能。 国内的电动车发展也很迅速，20世纪90年代初，国家计委、国家科委就曾为此专门立项，中国电工技术学会电动车辆研究会早在1987年就已成立，电动汽车项目科技部已列入“九五”国家重大科技产业项目，各个研究