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單片機控制的電動自行車驅動系統 14.4.4 C語言程序 - #include <pic.h>
- //電動車雙閉環程序，采用雙閉環方式控制電機，以得到最好的zh轉速性能，并且可以
- //限制電機的最大電流。本應用程序用到兩個CCP部件，其中CCP1用于PWM輸出，以控
- //制電機電壓；CCP2用于觸發AD，定時器TMR2、TMR1，INT中斷，RB口電平變化中斷，
- //看門狗以及6個通用I/O口
- #define AND 0xe0 //狀態采集5，6，7位
- #define CURA 0X0a //電流環比例和積分系數之和
- #define CURB 0X09 //電流環比例系數
- #define THL 0X6400 //電流環最大輸出
- #define FULLDUTY 0X0FF //占空比為1時的高電平時間
- #define SPEA 0X1d //轉速環比例和積分系數之和
- #define SPEB 0X1c //轉速環比例系數
- #define GCURHILO0X0330 //轉速環最大輸出
- #define GCURH 0X33 //最大給定電流
- #define GSPEH 0X67 //最大轉速給定
- #define TSON 0X38 //手柄開啟電壓1.1 V，TSON*2為剎車后手柄開啟電壓，即
- //2.2 V
- #define VOLON 0X4c //低電壓保護重開電壓3.0 V即33 V
- #define VOLOFF 0X49 //低電壓保護關斷電壓2.86 V即31.5 V
- volatile unsigned charDELAYH,DELAYL,oldstate,speed,
- speedcount,tsh,count_ts,count_vol,gcur,currenth,
- voltage; //寄存器定義
- static bitsp1,spe,ts,volflag,spepid,lowpower,
- off,shutdown,curpid; //標志位定義
- static volatile unsigned charnew[10]={0xaf,0xbe,0xff,0x7e,0xcf,
- 0xff,0xd7,0x77,0xff,0xff}; //狀態寄存器表
- //------------PIC16F877初始化子程序------------
- void INIT877()
- {
- PORTC=0X0FF; //關斷所有MOSFET
- TRISC=0X02; //設置C口輸出
- PIE1=0X00; //中斷寄存器初始化，關斷所有中斷
- TRISA=0XCF; //設置RA4,RA5 輸出
- TRISB=0XEF; //RB 口高三位輸入，采集電機三相的霍爾信號
- PORTC=new[(PORTB&AND)>>5]; //采集第一次霍爾信號，并輸出相應的信號，導通
- //兩個MOS管
- T2CON=0X01; //TMR2 4分頻
- CCPR1L=0X0FF; //初始時PWM輸出全高
- CCP1CON=0X0FF; //CCP1設置為PWM方式
- CCP2CON=0X0B; //CCP2設置為特殊方式，以觸發AD
- ADCON0=0X81; //AD時鐘為32分頻,且AD使能,選擇AN0通道采集手
- //柄電壓
- TMR2=0X00; //TMR2寄存器初始化
- TMR1H=0X00; //TMR1寄存器初始化
- TMR1L=0X00;
- T1CON=0X00; //TMR1為1分頻
- CCPR2H=0X08;
- CCPR2L=0X00; //電流采樣周期設置為TAD=512μs
- PR2=0XC7; //PWM頻率設置為5kHz
- ADCON1=0X02; //AD結果左移
- OPTION=0XFB; //INT上升沿觸發
- TMR2ON=1; //PWM開始工作
- INTCON=0XD8; //中斷設置GIE=1,PEIE=1,RBIE=1
- ADIE=1; //AD中斷使能
- speedcount=0x00; //轉速計數寄存器
- speed=0x7f; //轉速保持寄存器
- spe=1; //低速標志位
- sp1=1; //低速標志位
- oldstate=0x0ff; //初始狀態設置，區別于其他狀態
- count_ts=0x08; //電流采樣8次,采集1次手柄
- count_vol=0x00; //采樣256次手柄,采集1次電池電壓
- ts=1; //可以采集手柄值的標志位
- ADGO=1; //AD采樣使能
- TMR1ON=1; //CCP2部件開始工作
- }
- //------------延時子程序---------------
- #pragma interrupt_level 1
- void DELAY1(x)
- char x;
- {
- DELAYH=x; //延時參數設置
- #asm
- DELAY2 MOVLW 0X06
- MOVWF _DELAYL
- DELAY1 DECFSZ _DELAYL
- GOTO DELAY1
- DECFSZ _DELAYH
- GOTO DELAY2
- #endasm
- }
- //-----------狀態采集子程序----------------------
- void sample()
- {
- charstate1,state2,state3,x;
- do {
- x=1;
- state1=(PORTB&AND); //霍爾信號采集
- DELAY1(x);
- state2=(PORTB&AND);
- }while(state1-state2); //當三次采樣結果不相同時繼續采集狀態
- if(state1-oldstate!=0) //看本次采樣結果是否與上次相同，不同
- //則執行
- {oldstate=state1; //將本次狀態設置為舊狀態
- state1=(oldstate>>5);
- PORTC=new[state1]; //C口輸出相應的信號觸發兩個MOS管
- if(sp1==1){spe=1;sp1=0;}
- else { //如果轉速很低，則spe置1
- spe=0;sp1=0;
- speedcount<<=1;
- state3=(TMR1H>>2); //否則，spe=0,計轉速
- speed=speedcount+state3; //speed寄存器為每256 μs加1
- }
- speedcount=0;
- }
- }
- //-----------------AD采樣子程序----------------------
- void AD()
- {
- charx;
- ADIF=0; //清AD中斷標志位
- if(ts==1){ //如果為手柄采樣，則采樣手柄值
- CHS0=1; //選擇電流采樣通道
- count_vol=count_vol+1; //電池采樣計數寄存器
- spepid=1; //置轉速閉環運算標志
- ts=0;tsh=ADRESH; //存手柄值
- if(count_vol==0) { //如果電池采樣時間到，則選擇AN2通道，采集電池電壓
- CHS0=0;CHS1=1;volflag=1;x=1;DELAY1(x);ADGO=1;
- }
- }
- elseif(volflag==1) { //電池采樣完畢，進行相應的處理
- CHS1=0;CHS0=1;volflag=0;voltage=ADRESH;lowpower=1;
- }
- else { //否則，中斷為采樣電流中斷
- speedcount=speedcount+1; //speedcount寄存器加1，作為測量轉速用
- if(speedcount>0x3d) sp1=1; //如果轉速低于1 000 000 μs/(512 μs*3eh*3)
- // 則認為為低速狀態
- currenth=ADRESH;
- curpid=1;
- count_ts=count_ts-1;
- if(count_ts==0) { //如果手柄時間到，則轉入手柄采樣通道
- CHS0=0;count_ts=0x08;ts=1;x=1;DELAY1(x);ADGO=1;
- }
- }
- }
- //-------------剎車處理子程序------------------
- void BREAKON()
- {
- charx;
- off=0; //off清零，如果是干擾則不復位
- shutdown=0;
- if(RB0==1) { //如果剎車信號為真，則停止輸出電壓
- ADIE=0; //關AD中斷
- INTE=0; //關剎車中斷
- CCPR1L=FULLDUTY; //輸出電壓0
- TMR1ON=0; //關CCP2，不再觸發AD
- for(;ADGO==1;) continue;//如正在采樣，則等待采樣結束
- ADIF=0; //ADIF位清零
- CHS0=0; //選擇通道0采樣手柄
- CHS1=0;
- x=1;
- DELAY1(x);
- do {
- ADGO=1;
- for(;ADIF==0;)continue;
- ADIF=0;
- CCPR1L=FULLDUTY;
- asm("CLRWDT");
- tsh=(ADRESH>>1);
- }while(tsh>TSON||RB0==1); //當手柄值大于2.2 V或剎車仍舊繼續時,執行以
- //上語句
- off=1; //置復位標志
- }
- }
- //---------欠保護子程序-------------------
- void POWER()
- {
- charx;
- lowpower=0;
- voltage>>=1; //電壓值換為7位，以利于單字節運算
- if(voltage<VOLOFF){ //電池電壓小于3*k(V)時保護
- ADIE=0;
- INTE=0;
- TMR1ON=0;
- CCPR1L=FULLDUTY;
- for(;ADGO==1;)continue;
- ADIF=0;
- CHS0=0;CHS1=1;
- x=1;
- DELAY1(x);
- do{ADGO=1;
- for(;ADIF==0;)continue;
- ADIF=0;
- voltage=(ADRESH>>1);
- CCPR1L=FULLDUTY;
- asm("CLRWDT");
- }while(voltage<VOLON); //電池電壓小于35 V時繼續保護
- off=1; //置復位標志
- }
- }
- //------------電流環運算子程序-----------------
- void CURPI()
- { staticint curep=0x00,curek=0x00,curuk=0x00;
- uniondata{int pwm;
- chara[2];}b; //定義電流環運算寄存器
- curpid=0; //清電流運算標志
- curep=curek*CURB; //計算上一次偏差與比例系數的積
- if(currenth<2)currenth=2; //如果采樣電流為零，則認為有一個小電流以利于
- //使轉速下降
- currenth>>=1;
- curek=gcur-currenth; //計算本次偏差
- curuk=curuk+curek*CURA-curep; //按閉環PI運算方式得到本次輸出結果，下
- //面對結果進行處理
- if(curuk<0x00){ //如果輸出小于零，則認為輸出為零
- curuk=0;CCPR1L=FULLDUTY;CCP1X=0;CCP1Y=0;
- }
- else if(curuk-THL>=0) { //如果輸出大于限幅值，則輸出最大電壓
- curuk=THL;CCPR1L=0;CCP1X=0;CCP1Y=0;
- }
- else { //否則，按比例輸出相應的高電平時間到CCPR1寄存器
- b.pwm=THL-curuk;
- b.pwm<<=1;
- CCPR1L=b.a[1]; //CCPR1L=(b.pwm>>8)&0x0ff;將PWM寄存器的高半字節
- if(b.pwm&0x80!=0)CCP1X=1;
- elseCCP1X=0;
- if(b.pwm&0x40!=0)CCP1Y=1;
- elseCCP1Y=0;
- }
- }
- //---------------轉速環運算子程序-----------------------
- void SPEPI()
- { staticint speep=0x00,speek=0x00,speuk=0x00;
- inttsh1,speed1; //轉速寄存器定義
- spepid=0; //清轉速運算標志
- if(spe==1) speed1=0x00; //若轉速太低，則認為轉速為零
- elsespeed1=0x7f-speed; //否則計算實際轉速
- if(speed1<0)speed1=0;
- speep=speek*SPEB;
- tsh1=tsh-0x38; //得到計算用的手柄值
- speek=tsh1-speed1;
- if(tsh1<0){speuk=0;gcur=0;} //當手柄值低于1.1 V時，則認為手柄給定為零
- else{ //否則，計算相應的轉速環輸出
- if(tsh1>=GSPEH) //限制最大轉速
- tsh1=GSPEH;
- speuk=speuk+speek*SPEA-speep; //計算得轉速環輸出
- if(speuk<=0X00){speuk=0x00;gcur=0x00;}//轉速環輸出處理
- elseif(speuk>GCURHILO) { //轉速環輸出限制，即限制最大電流約12 A
- speuk=GCURHILO;gcur=GCURH;}
- else { //調速狀態時的輸出
- gcur=(speuk>>4)&0x0ff;
- }
- }
- }
- //-----------主程序-------------------------
- main()
- {
- for(;;){
- INIT877(); //單片機復位后，先對其進行初始化
- off=0; //清復位標志
- for(;off==0;) { //復位標志為零，則執行下面程序，否則復位
- if(curpid==1)CURPI(); //電流PI運算
- elseif(spepid==1) SPEPI(); //轉速PI運算
- elseif(lowpower==1) POWER();
- elseif(shutdown==1) BREAKON();
- asm("CLRWDT");
- }
- }
- }
- //---------中斷服務子程序---------------------
- #pragma interrupt_level 1
- void interrupt INTS(void)
- {
- if(RBIF==1) {RBIF=0;sample();}
- elseif(ADIF==1) AD();
- elseif(INTF==1) {shutdown=1;INTF=0;} //剎車中斷來，置剎車標志
- }
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