80C196KC在永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機中的應用

1． 引言：
無(wú)刷直流電動(dòng)機實(shí)質(zhì)就是一臺用電子換相裝置取代機械換相的直流電動(dòng)機，用由固態(tài)逆變器和轉子位置傳感器組成的電子換向器取代機械換向器和電刷。永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(簡(jiǎn)稱(chēng)BLDCM)它由永磁電動(dòng)機本體、轉子位置傳感器、逆變驅動(dòng)控制電路組成，一般由直流電源供電。直流電源通過(guò)控制器向電動(dòng)機定子繞組供電，電動(dòng)機的轉子位置由位置傳感器發(fā)出信號去觸發(fā)控制器中相應的功率開(kāi)關(guān)元件，使之導通或截止，從而控制電動(dòng)機的轉動(dòng)?？刂破鞯男阅苁菦Q定BLDCM性能的重要因數。由于微型計算機（含單片機）在控制器中的應用，使無(wú)刷直流電動(dòng)機的性能有了很大提高。

2．80C196KC：
近十余年來(lái)，隨著(zhù)微電子工藝水平的提高，單片微處理器件性能也有了較大地飛躍，其是各類(lèi)控制系統的核心部件。目前應用較多的是Intel、Philips、Siemens等公司推出的MCS-96系列16位單片機，相比以往的MCS-51系列8位單片機，其CPU中的算術(shù)邏輯單元采用寄存器―寄存器結構，操作直接面向寄存器，有效地克服了MCS-51系列單片機中存在的累加器瓶頸效應，提高了操作速度和數掘的吞吐能力；高效、精簡(jiǎn)的指令系統，大大提高了系統的實(shí)時(shí)性；片內集成豐富的外設單元，極大地方便了與外部設備的接口，使得其特別適用于各類(lèi)自動(dòng)控制系統。
80C196KC是MCS-96系列16位單片機中的一個(gè)重要分支，它具有如下特征：
(1) 內部RAM共有512個(gè)字節，通用寄存器陣列占488個(gè)字節，專(zhuān)用寄存器陣列占24個(gè)字節；
(2) 寄存器至寄存器結構；
(3) 運算快速，振蕩頻率最高可達16MHz，指令的運行速度更快，16位乘法只需1．75μs，32位除法只需3．0μs；
(4) 五個(gè)八位I／O口；
(5) 全雙工串行口；
(6) 高速I(mǎi)／O子系統；
(7) 4個(gè)16位的軟件定時(shí)器；
(8) 內部有8路A／D轉換器，具有采樣／保持功能，可以選擇10位／8位轉換，還可控制A／D轉換的時(shí)間；
(9) 增設外設事物服務(wù)器PTS(Peripherial Transaction Server)，以很小的CPU的開(kāi)銷(xiāo)為I／O功能部件服務(wù)。

3．控制系統設計：
控制系統以一片80C196KC單片機為核心構成，利用其內部集成的A／D、定時(shí)、計數器、高速輸入、輸出等各種功能，簡(jiǎn)化了控制電路板的設計，其結構框圖如圖1所示。分為以下8個(gè)部分：控制芯片及其外部存儲電路、看門(mén)狗及E2PROM電路、電流電壓A／D采樣電路、轉子位置檢測電路、主電路和與之相關(guān)的吸收電路與自鎖保護電路、開(kāi)關(guān)元件驅動(dòng)信號輸出放大電路、與CAN總線(xiàn)通訊電路、供電電源及負載發(fā)電機勵磁電路。

圖1 控制系統結構圖

80C196KC在控制系統的主要功能是：
（1）80C196KC的P0.0接收電機轉向信號，通過(guò)并行口8255接收位置信號和通過(guò)AD574檢測換流電容C3的電壓值uc3，(雙極性電壓)，從而控制逆變器換流順序和時(shí)間；