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1、E-bike 电动自行车工作原理电动自行车是具有电力驱动、脚踏驱动、电力和脚踏并用等功效的绿色环保交通工具。电动自行车的原理和结构都不复杂，可以认为是在自行车的基础上加一套电机驱动机构组成(见图 1-1)。蓄电池经过一个控制器给一个电机送电，电机放在后车轮中，电机的旋转带动自行车的行进。电动自行车的控制器连接一个调速手柄，在脚踏中轴上装有助力传感器，转动调速手柄可以让控制器检测到不同的电压值，控制器根据电压值大小，模拟调节输送给电机电压的高低，从而控制了电机的转速。图 11电动自行车控制方框图控制器无刷电机控制的方法是根据电机的位置反馈信号，控制电机三相驱动上下臂MOS管的导通和截止，从而实现
2、电子换向。如下图所示，电机为三角形连接，三相驱动上下臂各MOS管导通顺序组合为:V1-V2，V2-V3, V3-V4，V5-V4，V5-V6，V1-V6。图 1-2驱动电路2系统方框图电动自行车采用SPMC65P2404A作为主控MCU。MCU主要任务是进行调速电压检测，电池电压检测，电流检测，过流中断检测，3路霍尔位置信号检测，1路霍尔位置信号中断检测，刹车信号检测，1：1助力检测，温度检测，故障显示输出，PWM控制电机转速输出，6路电机驱动输出，系统方框 图如下：图 2-1系统方框图3控制器电气规格型式 ：直流无刷 额定功率：240W 额定电压：36V 额定转速：210R/MIN 额定扭矩
3、：8.5N.M 欠压保护：31.5 0.5V 过流保护：15 1A4控制器功能介绍1：1助力； 刹车断电，刹车灯供电； 自动巡航； 欠压保护（ 31.5V 0.5 ）； 电子刹车； 休眠省电功能。 过流保护（限流为 15A 1 ）；堵转断流（倒转，转把复位，重电源，自动复位）；4.1 1：1助力1:1助力，是指在没有旋转调速车把，电动车电池打开时，电动车会根据骑行者的骑行速度提供1:1助力。4.2 电子刹车电子刹车，就是指在刹车时能做到让电机的驱动MOS管上臂（或者下臂）全部导通而下臂（或者上臂）截止，电机三相接线全部短接，能使电机产生阻力，达到刹车的效果。4.3 自动巡航自动巡航，是指把调速
4、车把转到所需的角度，电动自行车达到相应车速后，在5S(时间可变)内调速车把不转动，则电动自行车就保持在这个速度行驶，这时骑行者可以松开调速车把，免去手一直拧着调速车把之累。自动巡航后只有松开调速车把，并重新旋转调速车把，才可以再次调节电动自行车的行驶速度。4.4 堵转断流堵转断流，是指电动自行车超载时，或是在爬坡时电流过大或者是阻力过大时,导致电机停止转动，系统能检测到这种现象，停止对电机的输出，起到保护作用。发生堵转断流后，只要满足倒转，复位调速车把或电源关闭后再重新打开，三个条件中的一个，系统会重新检测是否有堵转，如果恢复正常，系统会重新正 常工作。4.5 智能过流保护智能过流保护，一是指
5、在高速时(平坦的道路上)，最大电流不可以超过15A；二是速度很低时，尤其是在爬坡时电流不可以超过23A，过流保护的参考极限电流跟当前车速有关。4.6 智能欠压保护智能欠压保护，当蓄电池电压降至额定值的90%，36V电池降为31.5V时，电池自动停止供电，从而防止蓄电池放电过深，受到损害。系统会自动检测电池是否欠压，欠压会停止继续工作。在电池欠压停止工作时，会出现电池电压短时间回升，虽然超过欠压的电压值，但系统应不工作，只有当电池电压稳定 到额定电压以上，电动自行车才开始正常工作。4.7 休眠省电当系统在通电状态下，无任何操作，5分钟后会进入到休眠模式，人为转动车轮便可以唤醒系统，继续正常工作。
6、5控制板界面图 5-1系统硬件6芯片特性简介SPMC65P2404A是由凌阳公司设计开发的8位工业级单片机，采用凌阳SPMC65内核，支持位操作指令。具有强大的定时/计数器、丰富的外部中断源以及ADC、PWM、标准通讯接口SPI等多种功能。适用于通用工控场合、计算机外围控制和家电等。SPMC65P2404A有20管脚和 28管脚两种封装。本设计选用28管脚封装，如图 6?1所示。28管脚封装芯片的具体特性如下： 工作电压：3.0V5.5V 工作速度：8MHz 工作温度：-4085 超强抗干扰、抗静电ESD保护能力 4K byte ROM，192 byte RAM 23个通用输入输出口 强大的定
7、时计数器：2个8位、2个16位具有CaptureComparePWM功能 1个1KHz62.5KHz的时基 8通道10位精度的ADC(带外部参考电压) 4个外部中断，12个内部中断 SPI串行通讯接口 2种省电模式：Halt、Stop 蜂鸣器输出功能 4.0V/2.5V可选低电压复位功能 可编程看门狗功能图 6-1 SPMC65P2404A*28P封装7系统主流程设计主程序主要采用时间槽轮循方式，每1MS走一个分支，共分四个分支，便于程序控制和功能增加。图 71主流程图8结语SPMC65系列芯片以优异的性能和丰富的资源适合于各个公控场合。本设计采用SPMC65P2404A做为主控芯片开发的电动自行车，真正做到低成本、高性能。欢迎访问我们的网站：电动车信息港：http:/昆明电动车网：http:/云南电动车网：http:/北京电动车网：http:/上海电动车网：http:/江苏电动车网：http:/浙江电动车网：http:/无锡电动车网：http:/台州电动车网：http:/联合发布
