1、鄭州航空工業管理學院鄭州航空工業管理學院畢 業 論 文（設 計） 2014 屆 電氣工程及其自動化s 專業 1206972 班級 題 目 無刷直流電機控制系統控制器設計 姓 名 陳壘剛 學號 120697201 指導教師 崔建鋒 職稱 副教授 二一 四 年 五 月 六 日 摘 要 無刷直流電動機控制系統設計主要包括控制器、功率變換器和軟件設計。本人的設計主要是進行控制器的設計，本設計主要是介紹了直流電動機的發展概況、組成結構、工作原理、控制方式以及單片機AT89C51的在系統中的應用。本人設計的控制器主要是由AT89C51的單片機將位置檢測電路、換相邏輯電路、鍵盤接口回路連接到一起。當無刷直流

2、電動機在轉動時，位置傳感器根據轉子當前的轉動位置，發出相應的的信號CAP1-CAP3，然后再由單片機輸出的PWM調制信號PWM1（P0.6）和AT89C51輸出的信號(P0.0P0.5)邏輯組合變換后得到控制6個功率管的觸發信號（PWM11PWM16），通過改變PWM脈沖信號的占空比來實現對電機轉速的控制。無刷直流電機的定子電樞繞組換相和正反轉控制是通過用反映電機轉子位置的霍爾信號改變MOSFET功率管的開通和關斷的順序來實現的。通過鍵盤的輸入進而來實現電動機的的啟動、停止、動、正轉和反轉，從而實現了無刷直流電動機的簡單的自動化控制。 關鍵詞 無刷直流電動機；AT89C51單片機：PWM Ab

3、stractBrushless DC motor control system design includes a controller, a power converter and software design. I designed primarily for controller design, the design is mainly introduces the development of DC motors, composition structure, working principle, method and SCM AT89C51 control applications

4、 in the system. I designed controller AT89C51 microcontroller primarily by the position detection circuit commutation logic circuit, keyboard interface circuits connected together. Brushless DC motor control MCU controller is mainly based on the current rotational position of the rotor, to issue the

5、 corresponding control word, by changing the duty cycle of the PWM pulse signal to achieve the motor control. Brushless DC motor stator and armature winding commutation reversing control is achieved by changing the opening of the power MOSFET on and off with the order reflecting the Hall rotor posit

6、ion signals to achieve. By entering the keyboard and then start the motor to achieve, stop, move, forward and reverse, in order to achieve a simple automated control of brushless DC motor. Keywords Brushless DC motor; AT89C51 microcontroller: PWM 目 錄摘 要1第一章 無刷直流電動機的原理和機構的概述51.1 無刷直流電動機的發展概況51.2本設計內容

7、及研究61.3 無刷直流電動機的結構和基本工作原理61.3.1 現對無刷直流電動機各部分的基本結構說明61.3.2 無刷電機的運行原理71.3.3 無刷直流電動機轉矩分析81.3.4 無刷的直流電動機與輸出開關管換流信號10第二章 無直類型的流電動機的控制器方案132.1無刷的直流電動機系統132.2無刷直流電動機控制器設計方案132.2.2 無刷的直流電動機控制系統組成框圖132.3控制器的基本原理142.4脈寬調制（PWM）技術152.4.1 脈寬調制的原理15第三章無刷直流電動機控制器的硬件設計163.1 AT89C51單片機簡介163.2單片機最小系統173.3傳感器選擇213.4單片

8、機與鍵盤接口設計193.5 位置檢測電路設計213.6換相邏輯電路的設計25第4章控制器軟件部分的設計284.1 控制器軟件設計總述284.2程序流程圖28結 束 語32致 謝33參考文獻34第一章 無刷直流電動機的原理和機構的概述 前 言 無刷類型直流的電動機為一種很新型的電動機，單片機被作為了它的控制核心的電動機控制器為本設計的目的和要求，其中包括硬件系統設計和軟件系統設計。電動的機的硬件系統電路設計包括：電源電路、串口通信電路、電機驅動電路設計、單片機電路設計；軟件系統采用單片機語言進行程序設計。為了最后設計的準確性而做了大量的實驗進行了驗證?？茖W和技術它們的很快的發展，導致了半導通體的

9、技術的很大的跳躍，開關類型的晶體管它的出現為了產生了新種類的無刷的直流型電動機帶來了未來。1.1 無刷直流電動機的發展概況最近的幾年的對異步類型的電動機它的變頻和調速的專研，說到到底就是我們在慢慢的去探索怎么去控制現在的異步類型的電動機它的轉矩，無刷類型的直流的電動機一直依靠它的很寬的調速、非常小的體積、很高的工作效率以及它的穩定態轉速的誤差非常的小的等優點令它在現在的調速的領域占了很大的優勢。 無刷類型的直流的電機不僅擁有了直流類型的有刷的電機它的工作特性,而且具有頻率的變化類型的裝置,所以它又被叫作直流的變頻,在國際中的常用型的名詞為BLDC.無刷的類型的直流的電機它的運轉的工作效率很高,

10、還有低速的轉矩,轉速的工作精度等等都是很好的。它與任何的控制類型的技術的什么的變頻器相比，它都是很好的,因此它是很值得我們業界人士的關注. 1.2本設計內容及研究 無刷類型的直流的電動機和其它的種類的電動機去比較的話，它都是一類新種類的電動機，它的什么驅動啊、控制方法都和現在的電子技術聯系非常大，所以我們對現在的無刷類型的直流電機它的本體和它的控制的方法去很系統、深遠的專研很有重要的現實意義。無刷類型的直流的電機不僅擁有其他的交流類型的電動機和直流類型的電機它們身上的優勢，它同時還擁有其他的交流電動機它們的結構上的很簡單，運行方面也是可靠的、維護方面也是非常的方便等優勢，于此它不僅擁有現在直流

11、類型的電動機它們的運行方面的效率很非常的高、調速方面的性能同時也非常好的優點，還有無勵方面的磁性的損耗。無刷類型的直流的電機是把特種類型的電機、還有變速的結構、其他的檢測性方面的元件、控制方法將要用到的軟件和硬件形成了一體，組成了新一種的的伺服功能的系統，體現了現在應用科學的許多最新研究成果，是實現機電的一體化功能的高新科技產品。1.3 無刷直流電動機的結構和基本工作原理1.3.1 現對無刷直流電動機各部分的基本結構說明直流類型的無刷性質的永磁性方面的電動機，主要由電機的本體、位置的類型方面的傳感器以及電子性的開關類型的線路組合而成的。它的定子的繞組在一般的情況被制成了很多相的，它的轉子是由一

12、種的永久型的磁鋼順著規的定極它的對數形成的。下圖所示為三相兩極直流無刷電機結構（1）電機本體電機本體實際上是一種永磁同步電機。（2）逆變器現在的無刷類型的直流類型的電動機它的逆變器的主開關在一般的情況下都是用現在IGBT或著是用功率類型的MOSFET的等全控類型方面的元件，一些它的主電路現在都用上了集成類型的的功率類型的模塊和智能類型的功率的模塊，用上面這一些的模塊都是可以用來提高電動機它的系統使用的可靠。（3）位置傳感器 位置類型的傳感器在系統中起一定的測電動機的定子和它的轉子們的磁極的位置的工作狀態下的作用，給電動機的邏輯類型的開關的電路實現了換相的功能。1.3.2 無刷電機的運行原理 無

13、刷的直流電動機由電機的本體、位置的檢測類型的器件、逆變器以及控制器而形成的自己去同步的電動機控制系統。第一步位置的檢測類型的器件通過檢測它自己的轉子們的磁極所在的位置的信號，然后由控制器把轉子位置的信號去邏輯處理，然后產生與之相應的開關的類型信號，開關類型方面的一種信號是按照規定好的的順序去觸發電動機它自己的逆變器中的所用的功率類型的開關性質的器件。同時把它的電源的功率以邏輯性質的關系分去到定子的每相的繞組，然后令電動機產生了連續工作的轉矩。1.3.3 無刷直流電動機轉矩分析電機本體它的電樞類型的繞組組成了三相類型的星型的方式，位置類型的傳感器是同電機它的轉子在一個軸上的，其控制的電路將它的位

14、置的信號去形成邏輯類型的轉變，就去形生一種控制類型的信號，它的控制的動信號是經過一種的驅動類型的電路去隔離后去放大，后來再去進行控制逆變器它的功率類型的開關性質的管，令電機的每相繞組按著規定的順序去工作。圖1-1 無刷類型的直流電動機它的工作原理圖如上面的圖1-1，當它的轉子去順時針的進行旋轉到上面的圖a的所示的位置時，它的轉子的一種的位置類型的的傳感器，把它輸出的一種的信號然后通過它的控制的電路的邏輯關系的轉變后去驅動電動機的逆變器，令圖中的T1、T2去導通，也就是說A、B兩相繞組同時通電，電流通過電源正向極流出，經T1流進A相的繞組里，再由B的相繞組里流出，經T2流入電源的負向極，這個時候

15、它的定子和它的轉子們的磁性場去進行相互的作用，令電動機它的轉子進行一種的順時針性的轉動。它的轉子將在它的空間進行轉過了60電角度，然后就到了上圖b所示的位置的時候，將它的轉子的位置類型的傳感器將要輸出的信號，去通過一種的控制的電路進行邏輯轉變，再去驅動逆變器，令上圖中的T1、T4導通，A和C的兩相繞組同時通電，電流再由電源正向極流出來，經T1流進A相的繞組，再由C的相繞組流出來，經T2流進電源的負向極。這時候它的定子以及轉子它們自己的磁場通過相互之間作用，令電動機它自己的轉子將會繼續地區按照順時針的方向而轉動。電機它自己的轉子會在空間每一次轉過60度的時候，逆變器自己的開關也將會進行一次的切換

16、，功率的開關類型的管子形成了導通的邏輯順序是T1、T6T1、T2T3、T2T3、T4T5、T4T5、T6T1、T6。在次期間，轉子一直受到按照順時針旋轉的電磁轉矩的作用，沿順時針的方向連續旋轉。它的轉子在空間每當轉過了60度的時候，電機它的定子的一次繞組將換流一次，它的定子將會合成了磁性場它的一種磁狀態來一次的很好的躍變。電動機總共是有六種的磁性的狀態，一個狀態是都有兩種的相同的時候去導通，一相它的繞組們的導通了的時間將會對電動機它的轉子進行了旋轉120度。這樣的工作方式是叫兩相同時導通的星型的3相6種的狀態，它就是無刷類型的直流的電動機中最為常用的一種類型的工作方式。1.3.4 無刷的直流電

17、動機與輸出開關管換流信號圖1-1 無刷類型的電動機的直流類型的通電候是的控制方式的開關轉換表 無刷類型的直流工作的電動機它的位置在一般的情況利用三個在其空間中相間隔120度的霍爾類型的位置傳感器去檢演，在霍爾類型的傳感器的位置里的它的磁場的極性將會產生變化的時候，它的傳感器將輸出來的電平進行改變，因為三個的霍爾類型的傳感器在它位檢測性元件們的位置上的空間里各自相差了120度，由此將三個的檢測性的元件們的輸出端是可以得到了三個在它們的時間上相差了120度、它的寬度是180度的電平性質的信號，用A、B、C來表示，就如上面的圖1-2中示，把信號A作例，A相它的位置的寬度是180的電導痛的角：0-60

18、度，T1是要一定必導通的，所以T1的狀態是1，但是C相在還剩下的60度的導通電性的寬度，因此此段的時間將是T1加T6時1，（這個時候的下部是可以提供取導通的時T4、 T6和T2，同時也為避免一種橋臂的直通，這時候T4是不能去導通的；同時T2導通的時間也是沒有達到，所以只有T6事導通）；但是如果在60到120度時，只是A相會去通電，B、C相在不導電的時期，所以導通的是T1和T2（T1=T2=1），T2就是去為了B相的導電而去做準備；如果在120到180度的時候，因為每相只擁有了120的電導角的通電的時間，所以T1關斷（T1等于0），這時候的T2還是在導通的（B相就在這個時候開始了將要走進了導電期

19、），T1是關斷，T5是不能去導通（防止了橋臂的直通），所以這個時候只有T3是被開通的了，因此T3的信號在這個時間段里是1。別的時間段里的開關管們的導通的情況是與著相似的。在理論的基礎上，只要是難呢過確定三個的位置類型的傳感器能在其空間里相差了120度，開關的管子們的換流的時刻就可以推導的。但是，為了去簡化它的控制的電路，每一個的霍爾類型的傳感器們的起始的安裝的位置會在每相的繞組們的基準的點（r等于0度）上。那么在r等于0度的控制的條件下，A相它自己的繞組將要開始了它的通電的時刻，剛好和A相的位置類型的傳感器的輸出來的信號A它的電平的跳變的時刻會重合，這時候應該把T1的開關管的驅動開通。同樣的道

20、理，別的開關管們的開通的時刻同樣可按著這樣的方法來確定。本人的設計是選用了三相的無刷類型的永磁性直流的電動機，它額定的電壓是48V,它的額定的功率等于300W。圖1-2 無刷類型的電動機的位置的檢測和開關管子們的驅動的信號旋轉的方向位置類型的傳感器逆變類型的橋開關管子們的驅動信號ABCT1T2T3T4T5T6正轉001000011010001100011000110100110000101100001110011000反轉001011000010100001011110000100000110101001100110000011第二章 無直類型的流電動機的控制器方案2.1無刷的直流電動機系統

21、控制器為無刷類型的直流的電動機在運行及去實現了每一種調速的伺服性質的功能，也就是起到了中心的指揮作用。2.2無刷直流電動機控制器設計方案2.2.2 無刷的直流電動機控制系統組成框圖無刷類型的直流的電動機的控制的系統的框圖，如下圖所示： 圖2-1 電動機驅動控制框圖2.3控制器的基本原理 本設計的系統把AT89C51類型的單片機作為了核心，由驅動IR2130，以2乘3的矩陣類型的鍵盤當作了輸入，實現了控制了無刷類型的直流電機它的啟動停止、正反轉，在控制的系統里，用PWM對與電機來實現它的控制，由對它的占空比計算來實現精確的調速目標?；魻栴愋偷男盘枌鞯搅丝刂破鳎敲纯刂破鲗⒂呻姍C的相線來向電機

22、它的線圈去提供了電源，電機將會旋轉，磁鋼和線圈也將會轉起來，霍爾類型的感應到的新的位置信號，那么控制器他自己的粗線同時也會去給電機的線圈進行重新去改變它的電流的方向提供了電，那么電機就會繼續去進行旋轉（線圈以及磁鋼他們的位置如果發生了改變，線圈一定要去對應的去變化的電流的方向，電機才會能在繼續去向一定的方向去運動，不然的話電機將會在某一個的位置上去進行左右的擺動，不是去進行連續性的旋轉），此就叫做電子的換相。1.微控制器 它的主要性的功能就是按照電動機它的旋轉的方向的要求以及來自于它的霍爾的轉子的位置的傳感器的三個輸出來的信號，把它們成功去處理率來驅動它的單元的6個功率性的開關類型的器件們要求

23、得到的驅動的順序。微型的控制器的一個最重要的作用就是按照它們的電壓、電流以及轉速等等形成了反饋的模擬類型的信號，還有隨機地發出來的制動類型的信號，經過了A/D轉變以及必需的的運算之后，借單片機的內置的時鐘類型的信號來生成了一個擁有了上面敘述的各種各樣的信息它的脈寬的調制信號。2.功率驅動單元 它主要是由功率類型的開關性器件形成了的三相全控橋式的逆變類型的電路以及自舉類型的電路。自舉電路由分立器件構成的，也可以去利用專門集成類型的電路。3.位置傳感器 位置類型的傳感器是在無刷類型的直流電動機里起了測定子和轉子它們的磁極的位置的作用，并且也為了邏輯類型的開關的電路送來了關于換相的方面的信息。4.周

24、邊起到輔助作用和保護作用的電路 主要是由電流的采樣類型的電路、電壓的比較類型的電路、過電流保護類型的電路、調速類型的信號以及制動類型的信號等等輸入的電路組成。2.4脈寬調制（PWM）技術2.4.1 脈寬調制的原理 PWM（脈沖的寬度來調制）是利用區控制一定的電壓的直流類型的電源的開關的頻率，變換了負載它的兩端的電壓，來得到了控制的要求一種新型的電壓調整的方法。在PWM調整的系統里，以一個一定的頻率去接通以及斷開了電源，按照需要來變換一個T內“開通”以及“關斷”時間的長短。由變換直流的電機它的電樞上的電壓的“占空比”去得到了變換平均的電壓大小的目標，由此來控制電動機它的轉速。PWM又被叫做“開關

25、的驅動性質的裝置”。如下圖所示。圖2-2 PWM占空比原理第三章無刷直流電動機控制器的硬件設計3.1 AT89C51單片機簡介 AT89C51是高性能CMOS 8位單片機，片內含4KB的可以反復性的去擦寫的只讀程序存儲器（EPROM)和128B的隨機存取數據存儲器（RAM)。主要參數： 與MCS-51產品的指令系統都兼容 4KB可重復可以擦可以寫Flash閃存的存儲器 1000次可擦可寫周期 全部的靜態的操作：0到24兆赫茲三級加密ROM128*8B的內部用戶存儲器 32可以用來編程的I/O口線 16B定時器/計時器 5個中斷源 可以編程的串行的UART通道 低功率消耗空閑模式、掉電的模式AT

26、89C51引腳圖如下圖所示。 圖3-1 AT89C51引腳圖3.2單片機最小系統3.2.1 51單片機最小系統電路介紹 51的單片機它的最小系統中的起振的電容C2和C3在一般的情況下用1533皮法，電容它自己的距離離晶振的距離如果越近就是越好的，晶振距單片機自己的距離也是越近的話也是越好的。P0引腳口是開漏的輸出，是輸出口的時候需要去加上拉的電阻，它的阻值大小一般是1萬歐姆。 51單片機的最小系統電路圖.圖3-2 最小系統電路圖.1、復位電路的用途如果按下了復位的按鈕后，那么內部程序將會自動地從頭重新開始進行了。 圖3-3 復位電路圖2、復位電路的工作原理 51的單片機如果要復位的話僅僅在第九

27、引腳上接以個高電平并且持續不斷的2US就行了，單片機的系統里，系統如果上電去啟動的話，這時候就復位一次，如果按鍵在按下時那么系統將會進行再一次的復位，當釋放以后再去按下的話，系統將還會進行復位。晶振電路：晶振大小取12MHz3.4單片機與鍵盤接口設計 本設計的系統用是最簡單的2乘3矩陣類型的鍵盤(P2.3-P2.7)來實現對整個控制系統的操作，鍵盤結構如下圖所示：圖3-4 系統鍵盤接口系統按鍵盤的結構以及各按鍵所對應的功效及按鍵的取值分別如表3-1和3-2所示。表3-1 系統鍵盤的結構各鍵對應功能和鍵值啟動/制動正反轉下表為 各種按鍵所對應的功能以及按鍵的取值按鍵的表示實現的功效按鍵的取值S1

28、啟動/制動0XA1S20X92S3正轉或者是反轉0X80S40X61S50X52S60X46各鍵詳細功能如下： S1：啟動系統。單片機在上電進行初始化以后，第一步進行掃描鍵盤，如果S1按下去，那么就啟動控制系統，如果不就一直進行掃描鍵盤，這個時候別的鍵什么功能也沒有3。 S4、S6：在系統的正常運行的期間，如果按下了S4或著是S6，那么系統將會進入了調速的狀態，這個時后4位的數子碼管將從左邊第1位進行閃爍，代表的就是當前位，如果在5S內鍵盤上沒任何的輸入，就會自動的去確認它的當前得到輸入值，并通過一定的調速實現設定的值。 S2、S5：如果進行按下了S4或著按下的是是S6，那么當前的位將會閃爍，

29、這個時候經過S2以及S5可以將當前位實現+1/-1，如果在5S內還沒有任何的操作，則系統將會自動的去確認它的當前的輸入值6。 S3：正反轉，實現電機的正反轉。3.5 位置檢測電路設計3.5.1傳感器選擇霍爾類型的器件為一種類型的磁性的傳感器。根據霍爾的器件它的功能可以把它們分成：霍爾的線性器件和霍爾開關器件。 在一般的無刷類型的直流動機中經常會使用的轉子的位置類型的傳感器，轉子的位置類型的傳感器為永磁類型的無刷的直流電機的重要的部件。它會進行檢測電機它的轉子的位置，然后把它輸出來的信號通過邏輯改變后去進行控制的開關管子的通與斷，令電機的定子的各相的繞組以一定的順序去導通，確保電機的連續進行工作

30、。 控制無刷直流電動機時，單片機控制器主要是根據轉子當前的轉動位置，發出相應的控制字，通過改變PWM脈沖信號的占空比來實現對電機的控制。無刷直流電動機的轉子位置是由位置傳感器檢測出來的。在本設計方案中，采用了三個磁敏式位置傳感器（霍爾元件）。常見的磁敏式位置傳感器是由霍爾元件或霍爾集成電路構成的，世界上第一臺無刷直流電動機就使用了霍爾元件式位置傳感器?；魻栐轿恢脗鞲衅饔捎诮Y構簡單、性能可靠且成本低，是目前在無刷直流電動機上應用最多的一種位置傳感器。 對于本系統反電動勢為梯形波，兩相導通Y型三相六狀態無刷直流電機，我們將三個霍爾組件以彼此間隔120o 空間電角度安裝在電機定子上，由于電機永磁

31、體的極弧寬度為180o電角度，這樣當電機旋轉時，三個霍爾組件便交替輸出三個寬為180o電角度相位互差120o 電角度的方波信號。而此時得到的位置信號是有毛刺和諧波干擾的脈沖信號，我們要經過整形電路才能得到上升沿和下降沿都很陡峭的矩形脈沖信號。整形電路如圖3-2所示。 圖3-5 位置信號整形電路 霍爾元件產生的電動勢很低，我們要加上拉電阻以提高其輸出電壓。LM324比較器具有電源電壓范圍寬、靜態功耗小、可單電源使用、價格低廉等優點，因此被廣泛應用在各種電路中，本系統整形電路首先經LM324比較器進行簡單整形，再經施密特觸發器得到上升沿和下降沿都很陡峭的矩形脈沖信號。圖3-2整形電路所用施密特觸發

32、器輸入與輸出為反相關系，又稱作施密特觸發器與非門，其特點如下： 施密特觸發器有兩個穩定狀態，其維持和轉換完全取決于輸入電壓的大小。 電壓傳輸特性特殊，有兩個不同的閾值電壓（正向閾值電壓 和負向閾值電壓 ） 狀態翻轉時有正反饋過程，從而輸出邊沿陡峭的矩形脈沖。圖3-6整形電路輸出脈沖信號 我們知道，門電路有一個閾值電壓，當輸入電壓從低電平上升到閾值電壓或從高電平下降到閾值電壓時電路的狀態將發生變化。施密特觸發器是一種特殊的門電路，與普通的門電路不同，施密特觸發器有兩個閾值電壓，分別稱為正向閾值電壓和負向閾值電壓。在輸入信號從低電平上升到高電平的過程中使電路狀態發生變化的輸入電壓稱為正向閾值電壓，

33、在輸入信號從高電平下降到低電平的過程中使電路狀態發生變化的輸入電壓稱為負向閾值電壓。正向閾值電壓與負向閾值電壓之差稱為回差電壓，普通門電路的電壓傳輸特性曲線是單調的，施密特觸發器的電壓傳輸特性曲線則是滯回的，我們稱之為回差特性。當傳輸的信號受 到干擾而發生畸變時，可利用施密特觸發器的回差特性，將受到干擾的信號整形成較好的矩形脈沖。 如圖3-6 整形電路輸出脈沖信號所示，我們在每個機械轉中得到共計6個上升沿或下降沿，它們正好對應著6個換向時刻。通過將AT89C51設置為雙沿觸發捕捉中斷功能，可以獲得正確的換相時刻。用AT89C51的P1.0P1.2分別對應的去捕捉CAP1CAP3，并檢測該口的電

34、平狀態，來得到具體的捕捉中斷。3.6換相邏輯電路的設計 本文設計用到的邏輯電路，使用的芯片是GAL16V8，GAL為通用陣列邏輯。它的優點為：1.可擦除的作用，可改寫的次數很高，甚至超過了100次；2.一片GAL器件可以實現各種組態的PAL器件輸出結構的邏輯功能，給電路的設計帶來了很大的方便；GAL由五部分組成，它的引腳電路圖如圖10所示：1.輸入端:(2-9引腳)共有8個輸入端，每個輸入端有一個緩沖器，并由緩沖器引出兩個互不的輸出與陣列。2.輸出端：（12-19引腳）共有8個輸出端，每個單元的電路可以通過編程實現所有輸出結構實現的功能3.系統時鐘：（1引腳）為系統時鐘輸入端，與每個輸出單元中

35、的觸發器時鐘輸入端相連。4.輸出三態控制端：（11引腳）為器件的三態控制公共端。 無刷直流電機的定子電樞繞組換相和正反轉控制是通過用反映電機轉子位置的霍爾信號改變MOSFET功率管的開通和關斷的順序來實現的。AT89C51有2個16位的通用定時器/計數器。用通用定時器產生控制電機電壓調制的PWM波，同時用硬件電路實現電子換相。其電路圖3-7所示： 圖3-7用GAL16V8實現電子換相電路圖 該電路圖要用到一GAL16V8這一芯片來實現。GAL16V8的建議工作電平為5V，也可以工作在3.3V以下。具有6432邏輯與門陣列和8個可編程輸出邏輯單元。也可以對各個輸入端口的邏輯信號及其非信號按邏輯與

36、連接實現譯碼功能。其最大傳輸延時為3.5ns。根據單片機（P1.0，P1.1，P1.2）捕獲的霍爾信號（A，B，C），單片機輸出的六個狀態信號PHASE1PHASE6（接到單片機的P0.0P0.5），單片機輸出的PWM調制信號PWM1（P0.6）和AT89C51輸出的信號(P0.0P0.5)邏輯組合變換后得到控制6個功率管的觸發信號（PWM11PWM16）。 在前面我們曾經對電機的工作原理做過描述，轉子在定子電樞繞組合成磁場和永磁磁場的相互作用下沿順時針方向連續轉動，三個霍爾傳感器交替輸出三個寬為180度電角度，相位互差為120度電角度的方波信號，該信號經單片機邏輯變換后與PWM調制信號經過邏輯組合變換得到使逆變器功率管按T1T2，T2T3，T3T4，T4T5，T5T6，T6T1.的順序導通的觸發信號。3.6.1驅動電路將單片機輸出的PWM調制信號PWM1（P0.6）和AT89C51輸出的信號(P0.0P0.5)邏輯組合變換后得到控制6個功率管的觸發信號（PWM11PWM16）接到上圖的對應的27輸入口。第4章控制器軟件部分的設計4.1 控制器軟件設計總述 控制器的向上向下、向左向右的移動、啟動、正反的裝程序讓鍵盤的程序進行調用