psoc芯片控制電動自行車論文-資料下載頁

　　

【正文】 率。(2) Cypress PSOC 采用了一種新的架構，通過可配置的數字及模擬區塊靈活地構造適用的用戶模塊，這是傳統的或走傳統路線的單片機所不具備的。加之Cypress PSOC 可以動態重構，即在應用中通過程序改變存儲在片內閃存中設定的參數，重新定義系統所需要的功能模塊的種類和數量，動態地完成片上資源的重新分配，實現新的外圍元器件的功能，這一點保證了系統資源的最大化、最合理化和最經濟化應用。(3) 與傳統意義上的單片機系統相比，CypressPSoC 最大程度地實現了系統單片化的目標，也減少了PCB 的面積。和當前其它架構的SoC 相比，Cy2press PSoC 在保證以更簡便方式實現更多更靈活功能和具備較高性能的前提下，達到了當今無出其右的最高性價比。基于PSoC 的項目開發包含下述三個步驟，實際開發過程很可能多次反復。限于篇幅，簡述如下：(1) 器件層編輯這相當于傳統的硬件設計。運行PSoC Designer 4. 1 ，新建項目，選擇相應芯片及編程語言（C 或匯編）后系統自動進入器件編輯界面。瀏覽用戶模塊庫，選擇用戶模塊并雙擊鼠標逐一添加，同時觀察芯片資源的使用情況，必要的話重新選擇芯片。進入模塊放置及連接界面。將用戶模塊分配到PSoC 區塊上(有些模塊不占用PSoC 區塊) 、對用戶模塊進行必要的參數設置、全局資源設置、建立模塊間連接及模塊與PSoC 芯片外部引腳的合理連接。生成應用程序。“Generate Application”快捷圖標，系統自動生成可供調用的API 函數。(2) 應用層設計進入應用程序編輯界面。PSoC Designer 4. 1為當前項目規劃并建立了系統程序的框架。在此，設計者根據需要編制應用層代碼，隨后進行匯編/ 編譯、鏈接、排錯等工作，一切無誤后，由鏈接器生成一個可供下載調試的目標文件。(3) 聯機調試將鏈接器生成的目標文件通過并行電纜下載到仿真器進行系統調試。第一步連接好硬件，即組件的連接以及ICE與計算機之間的連接。步驟：將組件之間連接好；連接并行電纜插頭與計算機的并行口；啟動計算機進入BIOS設置，選擇EPP模式并保存該設置。第二步是連接軟件，即PSOC DESIGNER與POD之間的連接。方法如下是：接通ICE的電源，進入PSOC Designer；進入調試程序子系統。第三步是將project、文件傳輸到Pod中，目的就是把在ROM中的數據傳送到仿真器。第五章 設計中遇到的問題及解決方法5．1設計中遇到的問題本課題是基于PSOC的無刷直流電動機智能控制器的開發，設計初期對PSOC一點不了解，由于比較前沿，普通書市甚至沒有關于PSOC的書賣，查閱資料是件比較困難的事；對PSOC芯片完全的熟悉是一個艱難的過程，不過通過老師的指點和同學的幫助，慢慢了解了PSOC系列產品的先進性，利用芯片內部可編程互列陣列，可以有效的配置片上的模擬和數字電路資源，達到可編程的目的。對新興的PSOC系列產品的強大功能有了一定的了解，將來對PSOC系列產品的應用必將日益廣泛。在具體設計階段，必須認真考慮、反復權衡硬件和軟件的分工及比例，這是因為硬件和軟件有一定的互換性，有一些用硬件可以完成用軟件也可以完成。用硬件完成功能，可以改善性能、加快速度，但增加了硬件成本，若用軟件代替硬件功能，可以減少元器件數目。但系統工作速度要相應的降低，所以在設計這個控制器，必須軟件和硬件之間相互權衡。最后選用PSOC芯片數字模塊中的時鐘模塊（TIMER）、脈寬調制（PWM）；模擬模塊中的模數轉換模塊（ADC）以及模擬開關電容模塊（AMUX）和硬件配置模塊可編程增益放大器（PGA）。在選擇具體模塊上也花費了不小一番心思。5．2 繪制原理圖中遇到的問題 原理圖在紙上設計出來之后，在計算機上繪制出原理圖也沒有想象中的容易。以前也接觸過PROTEL 99SE，但并沒有熟練運用。設計環境對畫原理圖影響很大，在畫原理圖之前，先把設計環境設置好。畫原理圖環境的設置主要包括圖紙大小、捕捉柵格等。放置元件時了解哪類元件在哪個庫中需要時間。本設計中的許多元器件是庫中沒有的，需要自己動手畫，比如：PSOC芯片，電源電路中的7815芯片等。原理圖布線時，連接時不但要符合電氣規則，還要注意連接線不能過長和過短，過短連接不上，過長會出現多余的紅點，影響美觀，顯得冗余。編輯元件的屬性，包括元件名、參數、封裝圖等。有些庫中沒有的元件的封裝圖需要自己畫。第一次檢查原理圖時，出現12個錯誤，最后檢查出來全部是連線的問題，看似連好的線，許多還是斷開的，連線時需要看到有點出現才算連好。生成網絡表，網絡表就是元件名、封裝、參數及元件之間的連接表。自動布線畫電路板的時候是困難最多的，剛調入網絡表，編輯宏命令 ，在網絡表編輯器下部的宏命令窗口中，顯示經過網絡編輯器形成的宏命令和形成宏命令時出現的錯誤。剛開始是顯示的錯誤竟然有一百多個，后來經過耐心的修改，終于把錯誤消滅了，主要的錯誤是元件封裝名不對和元件管腳號不對。從原理圖窗口中將網絡表直接調入電路板設計環境中，執行Design/Rules菜單，在彈出的窗口選擇布線規則頁面（Routing）后在Rules Classes選擇框選擇Routing Layers，單擊Add按紐后就進入布線層規則設置界面，首先在Rule Scope區域的Filter Kind選擇框選擇Net，然后在Net下拉框選擇Board，再在Rule Attributes區域將Top Layer選擇框設置成Not used，再將Bottom Layer設置成Any。設置完布線規則后執行菜單Auto Route/All進行自動布線。自動布線后再進行人工修改，涉及的操作有：菜單Tool/Preference/Loop Removal用于設置回線刪除功能，人工重布線已經有布線的電路板時，自動刪除已有的布線；菜單Tool/Preference/Push Obstacle用于設置推線功能，人工布線遇到有線阻擋時，自動將阻擋的線推開；菜單Tool/Miter Corner用于將電路板上的直角走線改成斜角走線，該功能只對有網絡的布線有效。 第六章 結論我國有關政府部門為解決能源和環保問題，鼓勵電動自行車項目的開發和研制，為使電動車的開發和生產納入標準化、法制化管理，1997 年6 月中國輕工總會發布了《電動自行車安全通用技術條件》行業標準；1999 年5 月國家質量技術監督局發布了《電動自行車通用技術條件》國家標準，這將為電機技術的進步和規模化生產提供了條件。同時無刷直流電動機以其優越的性能在電動自行車設計中被廣泛的應用，電動自行車的流行和無刷直流電動機的發展將成為一個不可逆轉的趨勢。隨著片上系統集成時代的到來，對PSOC 的功能和應用研究對于解決當今社會日益復雜的控制要求無疑有極其重要的意義，特別體現在對實時性、體積、動態配置要求比較高的領域。本文通過對電動自行車控制器的研究，應用PSOC片上系統。由本課題是應用PSOC芯片實行對電動自行車的控制。為了進一步完善控制器功能，對雙閉環調速系統的控制參數進行優化設計，以最大程度的降低噪聲，使調速過程更加平滑、流暢，同時，逐步增加一些新的功能，譬如1：1助力、發電制動、雙動力等功能，拓寬控制器的適用范圍，增強市場競爭力。改進后的控制器具有工作效率高、控制功能完善、保護功能強、成本低廉、保密性好等特點,將具有更良好的市場應用前景。四個多月的畢業設計已經接近尾聲了，在這四個多月里，從對課題的一無所知到做出所要求的控制器，中間遇到了不少困難，付出了不少的努力才做成現在這樣。在這段時間，在不斷遇到困難，解決困難的過程中學到了以前從沒有學到的東西。大學幾年，不斷鍛煉了自學能力，也做過一些課程設計，短時間的設計，沒有深刻理解到所學東西應用到實際的全過程。而這次畢業設計從開學到現在，從對所做課題用到的可編程片上系統的學習，到應用到控制器的設計中。期間是對自學能力和與別人合作能力的考驗。從中更深刻體會自學能力的重要性，對于即將步入工作崗位的我來說，自學能力猶為重要。工作上將會遇到很多的問題，不可能再如學校里有人手把手的教了，多數將要通過自己自學。與人合作能力也是不可忽略的重要技能。沒有人能獨自成功，懂得與別人合作，對將來的學習工作會有很大的幫助。在這次的畢業設計中，林建老師教會我嚴謹認真的治學態度，如他所說，做什么事都必須認真，不認真將一事無成，在這次的畢業設計中也更深刻的體會到了這一點，在設計的初期，對所做的東西許多是因為沒有注意細節，導致后面出現許多沒有必要的障礙。通過這次，相信我將來將認真的對待學習工作中的每一件事情。這是從這次畢業設計中學到的學術以外的東西，也將是最長久最深刻的知識。致謝在論文即將完稿之前，首先要真誠的感謝老師，在畢業設計期間，得到林老師耐心的指導。他淵博的知識給我這次的畢業設計提供了很大的幫助；嚴謹的治學態度將使我終生受益。還要真誠感謝同學，在此次的畢業設計中，在學習上都給予了我許多無私的幫助。還要感謝共同完成此設計的同學，在設計過程中，他給我許多建議和幫助。沒有他們的支持，這次畢業設計不會完成的這么順利。最后還要感謝學校給我們足夠的時間和空間，讓我通過此次畢業設計，對以前的學習做一個很好的鞏固和應用，給我大學四年畫上一個完美的句號。參考文獻［１］ 《PSOC片上系統的原理與應用》何永義 郭帥 王文斌 田應仲等上海大學出版社［２］ 《Cypress MicroSystem CY8CxxxFamily Data Sheet》 Cypress MicroSystem,［３］ 《Cy8c24*** Data Sheets》　 Cypress　inc［４］　《運動控制系統》李寧 陳桂等 高等教育出版社［５］　《實用電機控制》王季秩等 上海科學技術出版社［６］ 《直流無刷電動機原理及應用》 張琛 機械工業出版社［７］ 《電路原理圖與電路板設計教程》 夏路易、石宗義 北京希望電子出版社 ［８］　《電力電子器件及應用》李序葆 趙永建 機械工業出版社［９］　《電機及拖動基礎》顧繩谷 機械工業出版社［１０］　《無刷直流電動機》 葉金虎等 科學出版社［１１］　《電動機控制電路應用實例》 何希才、姜余祥等 中國電力出版社 ［１２］　《直流無刷電動機原理及應用》 張琛 機械工業出版社42 / 42