单片机控制的电动自行车驱动系统

单片机控制的电动自行车驱动系统
14.4.4 各部分程序
LIST P=16F876
#INCLUDE P16F876.INC
；以下采用块定义的方法定义单片机内部寄存器
CBLOCK 0X20 ；自
定义寄存器从0X20开始
FLAG1 ；
FLAG1作为标志寄存器
VOLTAGEH ；电池电压高位寄
存器
VOLTAGEL ；电池电压低位寄
存器
TSH
；手柄电压高位寄存器
TSL
；手柄电压低位寄存器
STATE1 ；霍
尔信号采样暂存器1
STATE2 ；霍
尔信号采样暂存器2
STATE3 ；霍尔信号采样暂
存器3
DELAY ；延
时计数器
COUNT_VOL ；低电压采样次数
计数器
ACCaLO ；
ACCa~ACCd为运算用的寄存器
ACCaHI
ACCbLO
ACCbHI
ACCcLO
ACCcHI
ACCdLO
ACCdHI
TEMP ；临
时寄存器
TEMP1 ；临
时寄存器（中断用）
SIGN ；符
号寄存器
COUNT ；临
时寄存器
W_STACK ；中
断时用于暂存W寄存器值
ST_STACK ；中
断时用于暂存STATUS寄存器值
ENDC
；***********标志寄存器位定义以及程序中常数定义***********
CONSTANT VOLTAGE=0 ；采电池电压标志位
CONSTANT PWM=1 ；输出下一次PWM信号标志位
CONSTANT LOWPOWER=2 ；低电压标志位
CONSTANT SHUTDOWN=3 ；刹车标志位
CONSTANT OFF=4 ；复位标志位
CONSTANT AND=0XE0 ；AND用于获取有效霍尔信号
CONSTANT FULLPWM=0XFF ；当PWM输出全高时，输入CCPR1L中的值
CONSTANT VOLOFFH=0X02 ；当电池电压低于24AH时, 低压保护2.86
V/31.5 V
CONSTANT VOLOFFL=0X4A
CONSTANT VOLONH=0X02 ；当电池电压大于266H时，允许电机重开
3V/33V
CONSTANT VOLONL=0X66
CONSTANT TSONH=0X01 ；刹车后手柄复位值低于133H，则允许电
机重新启动
CONSTANT TSONL=0X33
；***复位矢量入口（单片机复位时，PC指针指向程序存储器0X0000单元）***
ORG 0X0000
START GOTO MAIN ；复位后程序进入主程序
；***中断矢量入口程序（PIC单片机的中断矢量入口为0X0004）***
ORG 0X0004 ；中
断矢量入口
BTFSC INTCON，RBIF ；是否为RB口电平
变化中断？
GOTO SAMPLERB ；是，进入RB口电平变化中断
服务程序
BTFSC PIR1，ADIF ；是否为AD采样中断
GOTO AD ；
是，进入AD中断服务程序
BTFSC INTCON，INTF ；是否为刹车中断
GOTO BRAKE ；是，刹车中断处
理
RETFIE ；如
都不是，则中断返回
；************逆变桥输出控制表*************
；逆变桥输出控制表，其输出对应6种状态，霍尔信号来自B口RB7、RB6、RB5，C口输出低电
平有
；效，其中RC1，RC2不作为触发电路输出口，故表中使其为高电平
ORG 0X0020 ；表程序从0X0020单元开始存 步进电机放（也可以不从这开始）
OUT_TABLE
ADDWF PCL，1
RETLW 0X0AF ；如霍尔信号为
0、0、0，则使RC4、RC6为低电平
RETLW 0X0BE ；如霍尔信号为
0、0、1，则使RC0、RC6为低电平
RETLW 0X0FF ；没有为0、1、0
的霍尔信号对应电机状态
RETLW 0X07E ；如霍尔信号为
0、1、1，则使RC0、RC7为低电平
RETLW 0X0CF ；如霍尔信号为
1、0、0，则使RC4、RC5为低电平
RETLW 0X0FF ；没有为1、0、1
的霍尔信号对应电机状态
RETLW 0X0D7 ；如霍尔信号为
1、1、0则使RC3、RC5为低电平
RETLW 0X077 ；如霍尔信号为
1、1、1则使RC3、RC7为低电平
；***************主程序*****************
ORG 0X0100 ；主
程序从0X0100单元开始存储
MAIN
MOVLW 0X0FF ；由于C口上电复
位值不确定，必须先关闭所有MOS管
MOVWF PORTC
BSF STATUS，RP0 ；选
择存储体1
MOVLW 0X02 ；设
置RC1为输入口，其它为输出口，其中RC2为PWM
MOVWF TRISC ；输出口，其它位
为触发信号输出
BCF STATUS，RP0 ；选
择存储体0
CLRF PIR1 ；清
所有中断标志位
CLRF INTCON ；禁止所有中断
MOVLW 0X01 ；设
置TMR2预分频值为4
MOVWF T2CON
MOVLW FULLPWM ；初始化PWM工作循环寄存
器，使PWM占空比为1
MOVWF CCPR1L ；输出电压为零
MOVLW 0XFF ；设
置CCP1工作于PWM方式
MOVWF CCP1CON
MOVLW 0X0B ；
CCP2工作于特殊事件触发方式，用作AD采样周期寄存 MOVWF
CCP2CON ；器
MOVLW 0X081 ；选择AD转换时钟
为32分频，选择AN0通道，并使AD
MOVWF ADCON0 ；转换允许
CLRF TMR2 ；TMR2计数器清零
CLRF TMR1H ；TMR1计数器清零
CLRF TMR1L
CLRF T1CON ；TMR1预分频为
1，关闭振荡器，工作于定时工作方式
MOVLW 0X08 ；初
始化AD采样周期寄存器，T=512 μs
MOVWF CCPR2H
MOVLW 0X00
MOVWF CCPR2L
BSF STATUS，RP0 ；选
择存储体1
MOVLW 0XEF ；RB
口高3位用于采样霍尔信号，RB0为刹车中断,设置为
MOVWF TRISB ；输入，其它未用
MOVLW 0XC7 ；初
始化PWM频率为5 kHz
MOVWF PR2
MOVLW 0X082 ；AD采样结果右
移，RA口引脚均为模拟输入
MOVWF ADCON1
BSF OPTION_REG，INTEDG ；选择INT在下降沿产生中断
BCF STATUS，RP0
CALL SAMPLE ；确定当前转子位
置
CALL OUTPUT ；根据采得的状态
值触发相应的MOSFET
MOVLW 0X0D8 ；开总中断、外围
中断、INT中断和RB口电平变化中断允
MOVWF INTCON ；许
BCF PIE2，CCP2IE ；CCP2中断禁止
BSF PIE1，ADIE ；打开AD采样中断
CLRF FLAG1 ；清标志位寄存器
CLRF COUNT_VOL ；清电池电压采样计数器
BSF T1CON，TMR1ON ；开CCP2，对手柄
进行等间隔采样
BSF T2CON，TMR2ON ；开CCP1
RETEST BTFSS FLAG1，PWM ；TS采样完毕?
GOTO NEXT1 ；没有，转NEXT1
CALL OUT_PWM ；TS采样完毕，送出相应的
PWM信号
BCF FLAG1，PWM ；清PWM允许标志
NEXT1 BTFSS FLAG1，LOWPOWER；电压采样完毕？
GOTO NEXT2 ；没有转NEXT2
CALL POWER ；是，调用电压保
护子程序处理数据
BTFSC FLAG1，OFF ；是否需要复位？
GOTO MAIN ；是，单片机复位
NEXT2 BTFSS FLAG1，SHUTDOWN；刹车中断到来？
GOTO RETEST ；否，回转RETEST
CALL BRAKEON ；是，调用刹车处
理子程序
CLRWDT
BTFSC FLAG1，OFF ；OFF=0？
GOTO MAIN ；否，单片机复位
GOTO RETEST ；是，回转RETEST
；***************刹车处理子程序******************
BRAKEON BCF FLAG1，OFF ；清复位标志
BCF FLAG1，SHUTDOWN；是，清相应标志位
BTFSS PORTB，0 ；INT引脚仍为1？
RETURN ；
否，中断是由干扰引起的，返回
BSF STATUS，RP0
BCF PIE1，ADIE ；禁止AD采样中断
BCF STATUS，RP0
BCF INTCON，INTE ；关
RB0中断
MOVLW FULLPWM ；PWM输出全高
MOVWF CCPR1L
BCF T1CON，TMR1ON ；关闭手柄采样
BREAK2 BTFSC ADCON0，GO ；正在进行AD采样？
GOTO BREAK2 ；是，等待AD采样
完毕
BCF ADCON0，CHS0
BCF ADCON0，CHS1 ；选择0采样通
道，准备采样手柄电压
BCF PIR1，ADIF ；清AD采样中断标
志位
MOVLW 0X06 ；延
时
MOVWF COUNT
BREAK3 DECFSZ COUNT
GOTO BREAK3
BREAK5 BSF ADCON0，GO ；采样TS值
BREAK4 BTFSS PIR1，ADIF ；采样完毕？
GOTO BREAK4
BCF PIR1，ADIF
BCF STATUS，C
MOVF ADRESH，0 ；当前TS值送被减数
MOVWF ACCbHI
BSF STATUS，RP0
MOVF ADRESL，0
BCF STATUS，RP0
MOVWF ACCbLO
MOVLW TSONH ；1.5 V所对应的
采样值送减数
MOVWF ACCaHI
MOVLW TSONL
MOVWF ACCaLO
CALL D_sub ；当前TS值减1.5V
MOVLW FULLPWM
MOVWF CCPR1L
CLRWDT
BTFSS ACCbHI，7 ；当前电压值大于1.5V？
GOTO BREAK5 ；是，重新采样
BTFSC PORTB，0
GOTO BREAK5
BSF FLAG1，OFF ；否，置相应的标
志位
RETURN ；返
回
；***************开环PWM输出子程序****************
OUT_PWM BCF FLAG1，PWM ；清相应的标志位
MOVF TSH，0 ；将调速手柄采样
值送至被加数
MOVWF ACCaHI
MOVF TSL，0
MOVWF ACCaLO
MOVLW 0XFF ；
FF1F补码为0XE1，即1.1 V
MOVWF ACCbHI
MOVLW 0X1F
MOVWF ACCbLO
CALL D_add
BTFSS ACCbHI，7 ；TS>1.1V?
GOTO PWM1 ；是，转PWM1
MOVLW FULLPWM ；否则输出全高
MOVWF CCPR1L
RETURN
PWM1 MOVLW 0XFD ；0X27B=3.1V
MOVWF ACCbHI
MOVLW 0X85
MOVWF ACCbLO
CALL D_add
BTFSC ACCbHI，7 ；TS>3.1V?
GOTO PWM3
PWM2 CLRF CCPR1L
BCF CCP1CON，4
BCF CCP1CON，5
RETURN
PWM3 MOVLW 0X0FF ；1.1 V对应的采样值补码送
加数
MOVWF ACCbHI
MOVLW 0X1F
MOVWF ACCbLO
CALL D_add ；TS-1.1V
CLRF ACCaHI ；系数K=56=38H送
乘数
MOVLW 0X3F
MOVWF ACCaLO
CALL D_mpy ；得到放大128倍
的低电平时间K*（TS-1.1V）
MOVF ACCcHI，0 ；将结果取出
MOVWF ACCaHI
MOVF ACCcLO，0
MOVWF ACCaLO
MOVLW 0X64 ；PWM
周期T减去低电平时间，得到高电平时间
MOVWF ACCbHI
CLRF ACCbLO
CALL D_sub
BTFSC ACCbHI，7 ；低电平时间是否大于周期？
GOTO PWM2 ；是，输出全压
RLF ACCbLO ；否
则，输出与低电平时间对应的高电平时间
RLF ACCbHI
MOVF ACCbHI，0 ；D10～D2位送CCPR1L
MOVWF CCPR1L
BCF CCP1CON，5 ；D0位送CCP1CON5
BTFSC ACCbLO，7
BSF CCP1CON，5
BCF CCP1CON，4 ；D.1位送
CCP1CON4
BTFSC ACCbLO，6
BSF CCP1CON，4
RETURN ；返
回
；****************刹车中断服务程序***************
BRAKE CALL PUSH ；保存现场
BCF STATUS，RP0 ；回
存储区0
BSF FLAG1，SHUTDOWN；置相应标志位
BCF INTCON，INTF ；清
中断标志位
CALL POP ；恢
复现场
RETFIE ；中
断返回
；***************低电压保护处理子程序*****************
POWER BCF FLAG1，LOWPOWER；清相应的标志位
MOVF VOLTAGEH，0
MOVWF ACCaHI
MOVF VOLTAGEL，0
MOVWF ACCaLO
MOVLW VOLOFFH
MOVWF ACCbHI
MOVLW VOLOFFL
MOVWF ACCbLO
CALL D_sub
BTFSC ACCbLO，7 ；判断当前电池电压值是否低
于保护电压（32V）
RETURN ；不
是，返回
BCF INTCON，INTE
BCF T1CON，TMR1ON ；关闭电流采样
MOVLW FULLPWM
MOVWF CCPR1L
BSF STATUS，RP0
BCF PIE1，ADIE ；禁止AD采样中断
BCF STATUS，RP0

POWER3 BTFSC ADCON0，GO ；正在进行AD采样？
GOTO POWER3 ；是，等待AD采样
完毕
BCF PIR1，ADIF ；清AD采样中断标
志位
BCF ADCON0，CHS0
BSF ADCON0，CHS1 ；选择电压采样通
道
MOVLW 0X06 ；延
时等待通道转换完成
MOVWF COUNT
POWER4 DECFSZ COUNT
GOTO POWER4
POWER6 BSF ADCON0，GO ；采样电池电压值
POWER5 BTFSS PIR1，ADIF ；采样完毕？
GOTO POWER5
BCF PIR1，ADIF ；清AD中断标志位
BCF STATUS，C
MOVF ADRESH，0 ；当前电压值送被加数
MOVWF ACCbHI
BSF STATUS，RP0
MOVF ADRESL，0
BCF STATUS，RP0
MOVWF ACCbLO
MOVLW VOLONH ；35V电压值送被
加数
MOVWF ACCaHI
MOVLW VOLONL
MOVWF ACCaLO
CALL D_sub ；当前电压值减
35，与重开电压进行比较
MOVLW FULLPWM
MOVWF CCPR1L
CLRWDT
BTFSC ACCbHI，7 ；当前电压值大于35？
GOTO POWER6 ；否，重新采样
BSF FLAG1，OFF ；是，置相应的标
志位
RETURN ；返
回
；***电机转子位置采样子程序，状态采样子程序，出口地址：STATE1***
SAMPLE MOVLW AND ；读RB口
ANDWF PORTB，0 ；分离出有效信息
MOVWF STATE1 ；暂存状态值
MOVLW 0X08
MOVWF DELAY
DEL1 DECFSZ DELAY ；延时6 μs

GOTO DEL1
MOVLW AND ；读
RB口
ANDWF PORTB，0 ；分离出有效信
息，并暂存
MOVWF STATE2
XORWF STATE1，0 ；与上一次状态值
相异或
BTFSC STATUS，Z
RETURN ；两
个状态值相等则返回
MOVLW 0X06 ；否
则延时4 μs
MOVWF DELAY
DEL2 DECFSZ DELAY
GOTO DEL2
MOVLW AND ；读
RB口
ANDWF PORTB，0 ；提取有效信息并
暂存
MOVWF STATE3
XORWF STATE1，0 ；与第一次状态相
同吗？
BTFSC STATUS，Z
RETURN ；相
同则返回
MOVF STATE2，0 ；否则再与第二次
状态相比较
XORWF STATE3，0
BTFSS STATUS，Z
GOTO SAMPLE ；三次状态均不相
同则重新采样
MOVF STATE2，0 ；第三次状态与第
二次相同，则将正确状态赋予STATE1并
MOVWF STATE1 ；返回
RETURN
；************** MOSFET触发信号输出子程序**************
OUTPUT SWAPF STATE1，1 ；STATE1寄存器高低半字节互
换
BCF STATUS，C ；清C位，并将
STATE1寄存器左移一位
RRF STATE1，0 ；将
采样所得结果放至W低三位
CALL OUT_TABLE ；查表获得输出值
MOVWF PORTC ；将输出值输出至
RC口
RETURN
；*************** RB口电平变化中断服务程序**************
SAMPRB CALL PUSH ；现场保护
BCF STATUS，RP0
CALL SAMPLE ；采样RB口状态
CALL OUTPUT ；根据RB口状态触
发相应的MOSFET
CALL POP ；恢
复现场
BCF INTCON，RBIF ；清
RB口电平变化中断标志
RETFIE ；中
断返回
；************ AD采样中断服务程序***************
AD CALL PUSH ；保护现场
BTFSC FLAG1，VOLTAGE ；是电压采样？
GOTO SET_VOL ；是，作相应的处
理
SET_TS BCF ADCON0，CHS0 ；AD采样值是TS，则选择1采
样通道
INCF COUNT_VOL ；电压采样周期寄
存器值加1
BTFSS STATUS，Z ；电压采样周期到？
GOTO AD4
BCF ADCON0，CHS0 ；是，选择2采样
通道
BSF ADCON0，CHS1
BSF FLAG1，VOLTAGE ；置相应的标志位

AD4 BCF PIR1，ADIF ；清AD中断标志
MOVF ADRESH，0 ；采样值送寄存器暂存
MOVWF TSH
BSF STATUS，RP0
MOVF ADRESL，0
BCF STATUS，RP0
MOVWF TSL
BSF FLAG1，PWM
BTFSS FLAG1，VOLTAGE ；是否需要进行电压采样？
GOTO AD6
MOVLW 0X05 ；
是，延时后采样电压
MOVWF TEMP1
AD5 DECFSZ TEMP1
GOTO AD5
BSF ADCON0，GO
AD6 CALL POP ；恢
复现场，中断返回
RETFIE
SET_VOL BCF ADCON0，CHS1 ；如果采样值为电
压值，则选择0通道
BCF ADCON0，CHS0
BCF PIR1，ADIF ；清中断标志位
BCF FLAG1，VOLTAGE ；清相应标志位
MOVF ADRESH，0 ；将采样结果放入被减数寄存
器
MOVWF VOLTAGEH
BSF STATUS，RP0
MOVF ADRESL，0
BCF STATUS，RP0
MOVWF VOLTAGEL
BSF FLAG1，LOWPOWER；是，置相应标志位
CALL POP ；中
断返回
RETFIE
；**************中断保护现场子程序******************
PUSH MOVWF W_STACK ；暂存W寄存器
MOVF STATUS，0 ；暂存STATUS寄存器
MOVWF ST_STACK
RETURN ；子
程序返回
；**************中断恢复现场子程序**************
POP MOVF ST_STACK，0 ；恢复STATUS寄存
器值
MOVWF STATUS
MOVF W_STACK，0 ；恢复W寄存器值
RETURN ；子
程序返回
；**************初始化子程序****************
SETUP MOVLW .15 ；初始化TEMP

MOVWF TEMP
MOVF ACCbHI，0 ；ACCb送ACCd
MOVWF ACCdHI
MOVF ACCbLO，0
MOVWF ACCdLO
CLRF ACCbHI ；清ACCb
CLRF ACCbLO
RETLW 0
；**********乘除法运算确定结果符号子程序**********
S_SIGN MOVF ACCaHI，0 ；ACCaHI异或ACCbHI，结果送SIGN单元
XORWF ACCbHI，0
MOVWF SIGN
BTFSS ACCbHI，7 ；ACCb为负？
GOTO CHEK_A ；否，检查ACCa
CALL NEG_B
CHEK_A BTFSS ACCaHI，7 ；ACCa为负？
RETLW 0 ；
ACCa和ACCb均为负，返回
GOTO NEG_A ；ACCa为负，取补
GOTO MAIN
END
；程序结束