PSoC微處理器在電動車無刷電機控制器上的應用

　　4. 通用I/O
　　
　　PSoC微控制器的通用I/O數(shù)量從*4位不等，具體根據(jù)不同型號來確定。每個I/O功能可編程選擇。在輸出模式中可選擇輸出驅動方式，模擬輸出驅動可達40mA。通過內部上拉或者下拉電阻輸出，強輸出，可設置輸出最大的驅動電流達25mA。所有引腳都能作為中斷電源，通過引腳信號變化產(chǎn)生中斷。并可選擇位上升沿觸發(fā)終端、下降沿觸發(fā)。引腳能與模擬模塊相連。此外，還有用作斯密特觸發(fā)器的TTL、I/O。
　　
　　5. 振蕩器
　　
　　PSoC系列器件有多種振蕩器可供選擇，總能為CPU時鐘、模擬PSoC模塊和數(shù)字PSoC模塊的時鐘，找到合適的振蕩器。主要有內部達到24/48MHz的主振蕩器、一個32.768MHz外部晶體振蕩器和內部低速振蕩器。主振蕩器誤差為±2.5%，且沒有外部補償，外部晶體振蕩器可對PLL選定精度，內部低速振蕩器一般作為PSoC模塊和看門狗/睡眠定時器的時鐘。可使用時鐘分頻器，從而優(yōu)化代碼執(zhí)行速度和減少功耗。
　　
　　6. 專用外設
　　
　　PSoC系列器件還提供一些專用外設，包括看門狗/睡眠模式時鐘(Watchdog/Sleep Timer)、可設定電壓閥值的電源低電壓檢測(LVD/POR)、中斷控制器、采樣抽取器(Decimator)、片內溫度傳感器和片內電壓參考等。
　　
　　7. 靜態(tài)COMS器件
　　
　　PSoC微處理器系列運用了先進Flash工藝的全靜態(tài)CMOS器件，實現(xiàn)高度低電壓功能。通常電壓保持在3.0到5.5V DC，使用片內開關式電壓汞可使工作電壓降低到1.0V DC，工作于-40℃~＋85℃。
　　
　　電動車無刷控制器系統(tǒng)
　　
　　由CY8C24423構成的電動車無刷控制器系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。

圖2：電動車無刷控制器系統(tǒng)原理框圖。

　　要讓圖中所示的電機轉動起來，首先控制部就必須根據(jù)電機霍爾感應到的電機轉子目前所在位置，然后決定開啟(或關閉)MOSFET的順序，如上圖中之A上、B上、C上(這些稱為上橋功率晶體管)及A下、B下、C下(這些稱為下橋功率晶體管)，使電流依序流經(jīng)電機繞組線圈產(chǎn)生順向(或逆向)旋轉磁場，并與轉子的磁鐵相互作用，如此就能使電機順時/逆時轉動。當電機轉子轉動到霍爾傳感器感應出另一組信號的位置時，控制器又再開啟下一組MOSFET，如此循環(huán)電機就可以按同一方向繼續(xù)轉動，直到控制器決定要電機轉子停止，此時則關閉MOSFET，要電機轉子反向則MOSFET開啟順序相反。
　　
　　一個最基本的電動車用無刷電機控制器所需要實現(xiàn)的功能包括除了轉把調速外，還應該包括欠壓保護，過流保護，剎車斷電等。另外近年來還有一些實用且流行的功能如定速巡航、ABS剎車再生制動、1:1助力等等。從上面的原理框圖可以很清楚地看出，整個系統(tǒng)只用了一個PSoC芯片便實現(xiàn)了上述的所有控制功能。圖3為本文設計的無刷控制器半成品實物圖。

圖3：電動車無刷電機控制器半成品實物外形圖。