图4:反电势过零检测电路。
3. 行程计量和液晶显示原理
本设计中行程计量采用纯软件数据处理。由于电动车电机转子在外面,车上的辐条是固定在转子上的,因此转子转一圈车轮就转一周,所走过的路程就是车轮的周长。这样只要电机转一圈,采用内部中断,数据处理部分就做一次加法,通过累加的办法存储总路程数据,然后进行十进制转换。由于HT46R6?自带LCD驱动,因此只需将转换后的结果直接写入其RAM存储区1,即可在液晶屏上显示里程。其中数据处理部分的加法采用浮点数,这是因为HT系列单片机不支持小数操作。
系统硬件结构
驱动部分:74HC139译码器的输入端连接到单片机HT46R6?上,其使能控制位接HT46R6?的PWM1(即PD1口),其它输入接普通I/O,译码器的输出直接驱动IR2132,IR2132的输入均是低电平有效,以产生输出电平去驱动MOS管P60N06的栅极,外加48V漏极电压使MOS管导通,通过这种驱动方法顺序导通各MOS管,以便给直流无刷电机连续供电。需注意的是当IR2132高于8.9V的电压时才能开通,一般采用12V或15V作为驱动,器件内带有欠电压和过电流保护;当电压低于8.9V,IR2132自动断开不工作,即没有输出,此时整个控制系统也就无法正常运作。
反电势部分:采用原理部分叙述的过零方案,通过电阻取三相反电势电压,将其送往比较器LM339中每个比较器的正端,为减小干扰,正端输入需加电容滤波,而负端(参考相)电压采用48V电源的1/22。通过比较,若正端电压高于负端,则LM339的出端信号为+5V;若正端电压低于负端,则出端信号为0V,从而给出转子位置信号,即传感器信号。
LCD部分:本文中的设计采用两行显示的10位液晶屏与HT46R6?的SEG0-SEG19脚和4个COM脚相连,通过向内部LCD存储区写数即可在屏幕上显示行程,自带驱动,简易直观且便于操作。选择R型偏压,则不需要连接外部电容或电阻,如果VDD大于VLCD引脚上的电压,那么VMAX连接至VDD,否则连接到VLCD,这样可以防止因电压太强造成不该点亮的液晶段选信号点亮,避免乱码的出现;若选择C型偏压,需在单片机的V1与V2之间连接0.1μF滤波电容,C1与C2之间也需要连接0.1μF充电泵电容。本文选择的是R型偏压,整体硬件原理见图5。
图5:驱动控制器硬件结构图。
用HT-IDE3000的仿真效果极佳,制成PCB板如图6、图7所示,主控板和驱动板之间用跳线连接,如果时间允许,通常将两块电路板合在一起,并附带散热片。
图6:主控制板。