C语言程序编写单片机控制的电动自行车驱动系统程序

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C语言程序编写单片机控制的电动自行车驱动系统程序 [复制链接]

#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T_AD=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

}

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//-----------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 } }

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//---------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>1); CCPR1L=FULLDUTY; asm("CLRWDT"); }while(voltage>=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 }