基于Ｃ８０５１Ｆ３１３的新型電動自行車調速控制系統設計

摘要：介紹了基于C8051F313電動自行車調速控制系統的設計方案。該方案的整個系統成本比較低，實時性強，可靠性高，性能好。

關鍵詞：直流無刷電動機；調速控制系統；電動自行車

引言

隨著環境的污染和能源的緊張，電動自行車以無廢氣污染，無噪音，利用電能和使用方便等優點，越來越受到人們的喜愛，成為生活中的代步交通工具。本文介紹采用美國公司Silicon laboratories(silabs)的高速SoC型C8051F313單片機設計的一種無刷直流電機調速控制系統。該系統充分利用C8051F313的片上資源，設計方案電路簡單，需要的外圍元件少，控制器的整體成本低，性能好。

C8051F313

C8051F313屬于Silabs的高速SOC型單片機C8051F系列。C8051F系列單片機集成度高，完全兼容傳統的8051單片機內核和指令系統，但其各方面的性能都遠遠超越了傳統的8051單片機。由于采用了“流水線”結構方式處理指令，70％的指令的執行時間為1個或2個系統時鐘，突破了傳統的8051單片機運行效率低的弱點，特別是它執行乘法指令只要4個系統時鐘，執行除法指令只要8個系統時鐘。另外C8051F系列單片機片上集成了豐富的外設，極大地降低了對外圍元器件的需求：模擬多路選擇器、可編程增益放大器、ADC、DAC、電壓比較器、電壓基準、溫度傳感器、SMBus(I²C)、增強型UART、SPI、可編程計數/定時器陣列(PCA)、電源監視器、看門狗定時器(WDT)、時鐘振蕩器等。另外還有片上的FLASH程序存儲器、RAM和XRAM。在編程語言上，支持匯編和C編程。

系統硬件設計

整個控制系統主要包括轉子位置檢測電路、測速電路、調速電路、MOSFET全橋驅動電路、限流電路等，圖1是控制系統框圖。……