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    PIC單片機C語言編程實例九

    更新時間: 2019-01-05
    閱讀量:1715

    第14章 單片機控制的電動自行車驅動系統
    14.4.4 C語言程序

    include

    //電動車雙閉環程序,采用雙閉環方式控制電機,以得到最好的zh轉速性能,并且可以
    //限制電機的最大電流。本應用程序用到兩個CCP部件,其中CCP1用于PWM輸出,以控
    //制電機電壓;CCP2用于觸發AD,定時器TMR2、TMR1,INT中斷,RB口電平變化中斷,
    //看門狗以及6個通用I/O口

    define AND 0xe0 //狀態采集5,6,7位

    define CURA 0X0a //電流環比例和積分系數之和

    define CURB 0X09 //電流環比例系數

    define THL 0X6400 //電流環最大輸出

    define FULLDUTY 0X0FF //占空比為1時的高電平時間

    define SPEA 0X1d //轉速環比例和積分系數之和

    define SPEB 0X1c //轉速環比例系數

    define GCURHILO 0X0330 //轉速環最大輸出

    define GCURH 0X33 //最大給定電流

    define GSPEH 0X67 //最大轉速給定

    define TSON 0X38 //手柄開啟電壓1.1 V,TSON*2為剎車后手柄開啟電壓,即

                         //2.2 V
    

    define VOLON 0X4c //低電壓保護重開電壓3.0 V即33 V

    define VOLOFF 0X49 //低電壓保護關斷電壓2.86 V即31.5 V

    volatile unsigned char DELAYH,DELAYL,oldstate,speed,
    speedcount,tsh,count_ts,count_vol,gcur,currenth,
    voltage; //寄存器定義
    static bit sp1,spe,ts,volflag,spepid,lowpower,
    off,shutdown,curpid; //標志位定義
    static volatile unsigned char new[10]={0xaf,0xbe,0xff,0x7e,0xcf,
    0xff,0xd7,0x77,0xff,0xff}; //狀態寄存器表
    //——————PIC16F877初始化子程序——————
    void INIT877()
    {
    PORTC=0X0FF; //關斷所有MOSFET
    TRISC=0X02; //設置C口輸出
    PIE1=0X00; //中斷寄存器初始化,關斷所有中斷
    TRISA=0XCF; //設置RA4,RA5 輸出
    TRISB=0XEF; //RB 口高三位輸入,采集電機三相的霍爾信號
    PORTC=new[(PORTB&AND)>>5]; //采集第一次霍爾信號,并輸出相應的信號,導通
    //兩個MOS管
    T2CON=0X01; //TMR2 4分頻
    CCPR1L=0X0FF; //初始時PWM輸出全高
    CCP1CON=0X0FF; //CCP1設置為PWM方式
    CCP2CON=0X0B; //CCP2設置為特殊方式,以觸發AD
    ADCON0=0X81; //AD時鐘為32分頻,且AD使能,選擇AN0通道采集手
    //柄電壓
    TMR2=0X00; //TMR2寄存器初始化
    TMR1H=0X00; //TMR1寄存器初始化
    TMR1L=0X00;
    T1CON=0X00; //TMR1為1分頻
    CCPR2H=0X08;
    CCPR2L=0X00; //電流采樣周期設置為TAD=512 μs
    PR2=0XC7; //PWM頻率設置為5 kHz
    ADCON1=0X02; //AD結果左移
    OPTION=0XFB; //INT上升沿觸發
    TMR2ON=1; //PWM開始工作
    INTCON=0XD8; //中斷設置GIE=1,PEIE=1,RBIE=1
    ADIE=1; //AD中斷使能
    speedcount=0x00; //轉速計數寄存器
    speed=0x7f; //轉速保持寄存器
    spe=1; //低速標志位
    sp1=1; //低速標志位
    oldstate=0x0ff; //初始狀態設置,區別于其他狀態
    count_ts=0x08; //電流采樣8次,采集1次手柄
    count_vol=0x00; //采樣256次手柄,采集1次電池電壓
    ts=1; //可以采集手柄值的標志位
    ADGO=1; //AD采樣使能
    TMR1ON=1; //CCP2部件開始工作
    }
    //——————延時子程序———————-

    pragma interrupt_level 1

    void DELAY1(x)
    char x;
    {
    DELAYH=x; //延時參數設置

    asm

    DELAY2 MOVLW 0X06
    MOVWF _DELAYL
    DELAY1 DECFSZ _DELAYL
    GOTO DELAY1
    DECFSZ _DELAYH
    GOTO DELAY2

    endasm

    }
    //—————-狀態采集子程序———————————
    void sample()
    {
    char state1,state2,state3,x;
    do {
    x=1;
    state1=(PORTB&AND); //霍爾信號采集
    DELAY1(x);
    state2=(PORTB&AND);
    }while(state1-state2); //當三次采樣結果不相同時繼續采集狀態
    if(state1-oldstate!=0) //看本次采樣結果是否與上次相同,不同
    //則執行
    {oldstate=state1; //將本次狀態設置為舊狀態
    state1=(oldstate>>5);
    PORTC=new[state1]; //C口輸出相應的信號觸發兩個MOS管
    if(sp1==1){spe=1;sp1=0;}
    else { //如果轉速很低,則spe置1
    spe=0;sp1=0;
    speedcount<<=1;
    state3=(TMR1H>>2); //否則,spe=0,計轉速
    speed=speedcount+state3; //speed寄存器為每256 μs加1
    }
    speedcount=0;
    }
    }
    //————————-AD采樣子程序———————————
    void AD()
    {
    char x;
    ADIF=0; //清AD中斷標志位
    if(ts==1){ //如果為手柄采樣,則采樣手柄值
    CHS0=1; //選擇電流采樣通道
    count_vol=count_vol+1; //電池采樣計數寄存器
    spepid=1; //置轉速閉環運算標志
    ts=0;tsh=ADRESH; //存手柄值
    if(count_vol==0) { //如果電池采樣時間到,則選擇AN2通道,采集電池電壓
    CHS0=0;CHS1=1;volflag=1;x=1;DELAY1(x);ADGO=1;
    }
    }
    else if(volflag==1) { //電池采樣完畢,進行相應的處理
    CHS1=0;CHS0=1;volflag=0;voltage=ADRESH;lowpower=1;
    }
    else { //否則,中斷為采樣電流中斷
    speedcount=speedcount+1; //speedcount寄存器加1,作為測量轉速用
    if(speedcount>0x3d) sp1=1; //如果轉速低于1 000 000 μs/(512 μs3eh3)
    // 則認為為低速狀態
    currenth=ADRESH;
    curpid=1;
    count_ts=count_ts-1;
    if(count_ts==0) { //如果手柄時間到,則轉入手柄采樣通道
    CHS0=0;count_ts=0x08;ts=1;x=1;DELAY1(x);ADGO=1;
    }
    }
    }
    //——————-剎車處理子程序—————————
    void BREAKON()
    {
    char x;
    off=0; //off清零,如果是干擾則不復位
    shutdown=0;
    if(RB0==1) { //如果剎車信號為真,則停止輸出電壓
    ADIE=0; //關AD中斷
    INTE=0; //關剎車中斷
    CCPR1L=FULLDUTY; //輸出電壓0
    TMR1ON=0; //關CCP2,不再觸發AD
    for(;ADGO==1;) continue;//如正在采樣,則等待采樣結束
    ADIF=0; //ADIF位清零
    CHS0=0; //選擇通道0采樣手柄
    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); //當手柄值大于2.2 V或剎車仍舊繼續時,執行以
    //上語句
    off=1; //置復位標志
    }
    }
    //————-欠保護子程序—————————-
    void POWER()
    {
    char x;
    lowpower=0;
    voltage>>=1; //電壓值換為7位,以利于單字節運算
    if(voltage 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 off=1; //置復位標志
    }
    }
    //——————電流環運算子程序————————-
    void CURPI()
    { static int curep=0x00,curek=0x00,curuk=0x00;
    union data{int pwm;
    char a[2];}b; //定義電流環運算寄存器
    curpid=0; //清電流運算標志
    curep=curekCURB; //計算上一次偏差與比例系數的積
    if(currenth<2)currenth=2; //如果采樣電流為零,則認為有一個小電流以利于 //使轉速下降 currenth>>=1;
    curek=gcur-currenth; //計算本次偏差
    curuk=curuk+curek
    CURA-curep; //按閉環PI運算方式得到本次輸出結果,下
    //面對結果進行處理
    if(curuk<0x00) { //如果輸出小于零,則認為輸出為零 curuk=0;CCPR1L=FULLDUTY;CCP1X=0;CCP1Y=0; } else if(curuk-THL>=0) { //如果輸出大于限幅值,則輸出最大電壓
    curuk=THL;CCPR1L=0;CCP1X=0;CCP1Y=0;
    }
    else { //否則,按比例輸出相應的高電平時間到CCPR1寄存器
    b.pwm=THL-curuk;
    b.pwm<<=1;
    CCPR1L=b.a[1]; //CCPR1L=(b.pwm>>8)&0x0ff;將PWM寄存器的高半字節
    if(b.pwm&0x80!=0) CCP1X=1;
    else CCP1X=0;
    if(b.pwm&0x40!=0) CCP1Y=1;
    else CCP1Y=0;
    }
    }
    //———————-轉速環運算子程序———————————-
    void SPEPI()
    { static int speep=0x00,speek=0x00,speuk=0x00;
    int tsh1,speed1; //轉速寄存器定義
    spepid=0; //清轉速運算標志
    if(spe==1) speed1=0x00; //若轉速太低,則認為轉速為零
    else speed1=0x7f-speed; //否則計算實際轉速
    if(speed1<0) speed1=0; speep=speek*SPEB; tsh1=tsh-0x38; //得到計算用的手柄值 speek=tsh1-speed1; if(tsh1<0) {speuk=0;gcur=0;} //當手柄值低于1.1 V時,則認為手柄給定為零 else { //否則,計算相應的轉速環輸出 if(tsh1>=GSPEH) //限制最大轉速
    tsh1=GSPEH;
    speuk=speuk+speek*SPEA-speep; //計算得轉速環輸出
    if(speuk<=0X00) {speuk=0x00;gcur=0x00;}//轉速環輸出處理
    else if(speuk>GCURHILO) { //轉速環輸出限制,即限制最大電流約12 A
    speuk=GCURHILO;gcur=GCURH;}
    else { //調速狀態時的輸出
    gcur=(speuk>>4)&0x0ff;
    }
    }
    }
    //—————-主程序————————————-
    main()
    {
    for(;;){
    INIT877(); //單片機復位后,先對其進行初始化
    off=0; //清復位標志
    for(;off==0;) { //復位標志為零,則執行下面程序,否則復位
    if(curpid==1) CURPI(); //電流PI運算
    else if(spepid==1) SPEPI(); //轉速PI運算
    else if(lowpower==1) POWER();
    else if(shutdown==1) BREAKON();
    asm(“CLRWDT”);
    }
    }
    }
    //————-中斷服務子程序——————————-

    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;} //剎車中斷來,置剎車標志
    }

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