pic单片机控制的电动自行车驱动系统(c程序).txt

现在流行的电动车驱动程序

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#include <pic.h>
//电动车双闭环程序，采用双闭环方式控制电机，以得到最好的zh转速性能，并且可以
//限制电机的最大电流。本应用程序用到两个CCP部件，其中CCP1用于PWM输出，以控
//制电机电压；CCP2用于触发AD，定时器TMR2、TMR1，INT中断，RB口电平变化中断，
//看门狗以及6个通用I/O口
#define AND  0xe0   //状态采集5，6，7位 
#define CURA 0X0a  //电流环比例和积分系数之和
#define CURB 0X09  //电流环比例系数
#define THL  0X6400  //电流环最大输出
#define FULLDUTY 0X0FF //占空比为1时的高电平时间
#define SPEA 0X1d  //转速环比例和积分系数之和
#define SPEB 0X1c  //转速环比例系数
#define GCURHILO 0X0330 //转速环最大输出
#define GCURH 0X33  //最大给定电流
#define GSPEH 0X67  //最大转速给定
#define TSON 0X38  //手柄开启电压1.1 V，TSON*2为刹车后手柄开启电压，即
                         //2.2 V
#define VOLON 0X4c  //低电压保护重开电压3.0 V即33 V
#define VOLOFF 0X49  //低电压保护关断电压2.86 V即31.5 V
volatile unsigned char DELAYH,DELAYL,oldstate,speed,
 speedcount,tsh,count_ts,count_vol,gcur,currenth,
 voltage;     //寄存器定义
static bit sp1,spe,ts,volflag,spepid,lowpower,
 off,shutdown,curpid;  //标志位定义
static volatile unsigned char new[10]={0xaf,0xbe,0xff,0x7e,0xcf,
 0xff,0xd7,0x77,0xff,0xff}; //状态寄存器表
//------------PIC16F877初始化子程序------------
void INIT877()
{ 
 PORTC=0X0FF;   //关断所有MOSFET
 TRISC=0X02;    //设置C口输出
 PIE1=0X00;     //中断寄存器初始化，关断所有中断
 TRISA=0XCF;   //设置RA4,RA5 输出
 TRISB=0XEF;   //RB 口高三位输入，采集电机三相的霍尔信号
 PORTC=new[(PORTB&AND)>>5]; //采集第一次霍尔信号，并输出相应的信号，导通
 //两个MOS管
 T2CON=0X01;   //TMR2 4分频
 CCPR1L=0X0FF;  //初始时PWM输出全高
 CCP1CON=0X0FF;  //CCP1设置为PWM方式
 CCP2CON=0X0B;  //CCP2设置为特殊方式，以触发AD
 ADCON0=0X81;   //AD时钟为32分频,且AD使能,选择AN0通道采集手
 //柄电压 
 TMR2=0X00;   //TMR2寄存器初始化
 TMR1H=0X00;   //TMR1寄存器初始化
 TMR1L=0X00;
 T1CON=0X00;   //TMR1为1分频
 CCPR2H=0X08;
 CCPR2L=0X00;   //电流采样周期设置为TAD=512 μs
 PR2=0XC7;   //PWM频率设置为5 kHz
 ADCON1=0X02;   //AD结果左移
 OPTION=0XFB;   //INT上升沿触发
 TMR2ON=1;   //PWM开始工作
 INTCON=0XD8;   //中断设置GIE=1,PEIE=1,RBIE=1
 ADIE=1;    //AD中断使能
 speedcount=0x00;  //转速计数寄存器
 speed=0x7f;   //转速保持寄存器
 spe=1;    //低速标志位
 sp1=1;    //低速标志位
 oldstate=0x0ff;  //初始状态设置，区别于其他状态
 count_ts=0x08;  //电流采样8次,采集1次手柄
 count_vol=0x00;  //采样256次手柄,采集1次电池电压
 ts=1;    //可以采集手柄值的标志位
 ADGO=1;    //AD采样使能
 TMR1ON=1;   //CCP2部件开始工作
}
//------------延时子程序---------------
#pragma interrupt_level 1
void DELAY1(x)
char x;
{
 DELAYH=x;   //延时参数设置
#asm
DELAY2 MOVLW 0X06
 MOVWF _DELAYL
DELAY1 DECFSZ _DELAYL
 GOTO DELAY1
 DECFSZ _DELAYH
 GOTO DELAY2
#endasm
}
//-----------状态采集子程序----------------------
void sample()
{
 char state1,state2,state3,x;
 do {
  x=1;
  state1=(PORTB&AND);  //霍尔信号采集
  DELAY1(x);
  state2=(PORTB&AND);
 }while(state1-state2);  //当三次采样结果不相同时继续采集状态
 if(state1-oldstate!=0)  //看本次采样结果是否与上次相同，不同
 //则执行
  {oldstate=state1;   //将本次状态设置为旧状态
   state1=(oldstate>>5);
   PORTC=new[state1];     //C口输出相应的信号触发两个MOS管
   if(sp1==1){spe=1;sp1=0;}
   else {     //如果转速很低，则spe置1
 spe=0;sp1=0;
     speedcount<<=1;
     state3=(TMR1H>>2);  //否则，spe=0,计转速
     speed=speedcount+state3; //speed寄存器为每256 μs加1
   }
   speedcount=0;
  }
}
//-----------------AD采样子程序----------------------
void AD()
{
 char x;
 ADIF=0;     //清AD中断标志位
 if(ts==1){    //如果为手柄采样，则采样手柄值
  CHS0=1;     //选择电流采样通道
  count_vol=count_vol+1; //电池采样计数寄存器
  spepid=1;    //置转速闭环运算标志
  ts=0;tsh=ADRESH;  //存手柄值
  if(count_vol==0) { //如果电池采样时间到，则选择AN2通道，采集电池电压
     CHS0=0;CHS1=1;volflag=1;x=1;DELAY1(x);ADGO=1;
   }
 }
 else if(volflag==1) {   //电池采样完毕，进行相应的处理
    CHS1=0;CHS0=1;volflag=0;voltage=ADRESH;lowpower=1;
 }
 else {      //否则，中断为采样电流中断
   speedcount=speedcount+1; //speedcount寄存器加1，作为测量转速用
   if(speedcount>0x3d)  sp1=1; //如果转速低于1 000 000 μs/(512 μs*3eh*3)   
                                  // 则认为为低速状态
   currenth=ADRESH;
   curpid=1;
   count_ts=count_ts-1;
   if(count_ts==0) {   //如果手柄时间到，则转入手柄采样通道
       CHS0=0;count_ts=0x08;ts=1;x=1;DELAY1(x);ADGO=1;
     }
  }
}
//-------------刹车处理子程序------------------
void BREAKON()
{
 char x;
 off=0;     //off清零，如果是干扰则不复位
 shutdown=0;
 if(RB0==1) {   //如果刹车信号为真，则停止输出电压
  ADIE=0;    //关AD中断
  INTE=0;    //关刹车中断
  CCPR1L=FULLDUTY;  //输出电压0
  TMR1ON=0;   //关CCP2，不再触发AD
  for(;ADGO==1;) continue;//如正在采样，则等待采样结束
  ADIF=0;    //ADIF位清零
  CHS0=0;    //选择通道0采样手柄
  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); //当手柄值大于2.2 V或刹车仍旧继续时,执行以
                                 //上语句
  off=1;     //置复位标志
  }
}
//---------欠保护子程序-------------------
void POWER()
{
 char x;
 lowpower=0;
 voltage>>=1;     //电压值换为7位，以利于单字节运算
 if(voltage<VOLOFF) {   //电池电压小于3*k(V)时保护
  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); //电池电压小于35 V时继续保护
   off=1;     //置复位标志
    }
}
//------------电流环运算子程序-----------------
void CURPI()
{ static int curep=0x00,curek=0x00,curuk=0x00;
 union data{int pwm;
  char a[2];}b;                 //定义电流环运算寄存器
 curpid=0;                      //清电流运算标志
 curep=curek*CURB;              //计算上一次偏差与比例系数的积
 if(currenth<2)currenth=2;      //如果采样电流为零，则认为有一个小电流以利于使转速下降
 currenth>>=1;
 curek=gcur-currenth;           //计算本次偏差
 curuk=curuk+curek*CURA-curep;  //按闭环PI运算方式得到本次输出结果，下面对结果进行处理
 if(curuk<0x00) 
 {                              //如果输出小于零，则认为输出为零
   curuk=0;CCPR1L=FULLDUTY; 
   CCP1X=0;CCP1Y=0; 
   } 
 else if(curuk-THL>=0)
 {                             //如果输出大于限幅值，则输出最大电压
    curuk=THL;CCPR1L=0;CCP1X=0;CCP1Y=0;
   }
 else 
  {                            //否则，按比例输出相应的高电平时间到CCPR1寄存器
     b.pwm=THL-curuk;
     b.pwm<<=1;
      CCPR1L=b.a[1];           //CCPR1L=(b.pwm>>8)&0x0ff;将PWM寄存器的高半字节
      if(b.pwm&0x80!=0) 
         CCP1X=1;
      else CCP1X=0;
      if(b.pwm&0x40!=0)
        CCP1Y=1;
      else CCP1Y=0;
 }
}
//---------------转速环运算子程序-----------------------
void SPEPI()
{ static int speep=0x00,speek=0x00,speuk=0x00;
 int tsh1,speed1;    //转速寄存器定义
  spepid=0;     //清转速运算标志  
 if(spe==1) speed1=0x00;  //若转速太低，则认为转速为零
 else speed1=0x7f-speed;  //否则计算实际转速
 if(speed1<0) speed1=0;
 speep=speek*SPEB;
 tsh1=tsh-0x38;    //得到计算用的手柄值
 speek=tsh1-speed1;
 if(tsh1<0) {speuk=0;gcur=0;} //当手柄值低于1.1 V时，则认为手柄给定为零
 else {      //否则，计算相应的转速环输出
  if(tsh1>=GSPEH)   //限制最大转速
  tsh1=GSPEH;
  speuk=speuk+speek*SPEA-speep; //计算得转速环输出
  if(speuk<=0X00) {speuk=0x00;gcur=0x00;}//转速环输出处理
  else if(speuk>GCURHILO) { //转速环输出限制，即限制最大电流约12 A
   speuk=GCURHILO;gcur=GCURH;}
  else  {     //调速状态时的输出
   gcur=(speuk>>4)&0x0ff;
  }
    }
}
//-----------主程序-------------------------
main()
{
 for(;;){
  INIT877();    //单片机复位后，先对其进行初始化
  off=0;     //清复位标志
  for(;off==0;) {  //复位标志为零，则执行下面程序，否则复位
  if(curpid==1) CURPI(); //电流PI运算
  else if(spepid==1) SPEPI(); //转速PI运算
  else if(lowpower==1) POWER();
  else if(shutdown==1) BREAKON();
  asm("CLRWDT");
 }
  }
}
//---------中断服务子程序---------------------
#pragma interrupt_level 1
void interrupt INTS(void)
{ 
 if(RBIF==1) {RBIF=0;sample();}
 else if(ADIF==1) AD();
 else if(INTF==1) {shutdown=1;INTF=0;} //刹车中断来，置刹车标志
}