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基于C8051F313的新型电动自行车调速控制系统设计
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基于C8051F313的新型电动自行车调速控制系统设计
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（完整内容请下载后查看）栏目编辑 韩汝水
Des ign Field
设计天地
基 于 C8051F313 的 新 型 电 动 自 行 车
调 速 控 制 系 统 设 计
Desi gn of a Speed Cont rol Syst emof t he E- bi ke Based on C8051F313
■ 肖建云 深圳世强电讯有限公司(深圳518001)
结构方式处理指令，7 0％的指令的执行时
间为 1 个或 2 个系统时钟，突破了传统的
摘要： 介绍了基于C8051F313 电动自行车调速控制系统的设计
方案。该方案的整个系统成本比较低，实时性强，可靠性
高，性能好。
8051 单片机运行效率低的弱点，特别是它
执行乘法指令只要4 个系统时钟，执行除法
指令只要8 个系统时钟。另外C8051F 系列
关键词：直流无刷电动机；调速控制系统；电动自行车
引言
单片机片上集成了丰富的外设，极大地降低
了对外围元器件的需求：模拟多路选择器、
可编程增益放大器、ADC、DAC、电压比
随着环境的污染和能源的紧张，电动自
行车以无废气污染，无噪音，利用电能和使
用方便等优点，越来越受到人们的喜爱，成
为生活中的代步交通工具。本文介绍采用美
国公司Si l i conl abor at or i es (Si l abs)的高速
较器、电压基准、温度传感器、SMBus ( I 2C) 、
增强型 UART、SPI 、可编程计数/ 定时器
阵列( PCA) 、电源监视器、看门狗定时器
So C型C80 51F313 单片机设计的一种无刷
直流电机调速控制系统。该系统充分利用
C8 051 F31 3 的片上资源，设计方案电路简
( WDT) 、时钟振荡器等。另外还有片上的
FL ASH 程序存储器、RAM和 XRAM。在
编程语言上，支持汇编和C编程。
单，需要的外围元件少，控制器的整体成本
低，性能好。
系统硬件设计
整个控制系统主要包括转子位置检测电
C80 51F3 13
C80 5 1 F3 13 属
路、测速电路、调速电路、MOSFET 全桥驱
动电路、限流电路等，图1是控制系统框图。
直流电源通过MOSFET 电路向电动机定子
于S i l a b s 的高速
S O C 型单 片机
绕组供电；转子位置检测电路检测转子的位
C 8 0 5 1 F 系列。 置 ， 并 根 据 转 子 的 位 置 信 号 来 控 制
C8051 F 系列单片机
MOSFET 的导通和截止，从而实现电子换
集成度高，完全兼
向；测速电路检测电机的转速，调速电路根
据测速电路的检测结果，动态地调整电机的
容传统的8051 单片
机内核和指令系统， 转速( 调速) 。本设计可根据需要设计成60o
但其各方面的性能
都远远超越了传统
的8051 单片机。由
或120o 电角度换相。
转子位置检测电路和测速电路
本设计中的无刷直流电动机为三相无刷
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于采用了“流水线” 直流电机，3个霍尔位置传感器的空间间距
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2008.3
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