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基于PIC18F系列单片机的嵌入式系统设计引言嵌入式系统是指以应用为中心，以计算机技术为基础，软、硬件可裁剪，适应应用系统对功能、体积、成本、可靠性、功耗严格要求的专用计算机系统。
嵌入式系统是面向应用的，系统的硬件选型和软件开发模式都必须根据具体的应用确定。
永磁无刷直流电动机是电机控制研究领域的热点之一，这与其自身固有的技术优势密切相关：以电子换相取代了有刷直流电动机的机械换相。
从根本上革除了普通有刷直流电动机由于电刷换相带来的火花、噪音引言嵌入式系统是指以应用为中心，以计算机技术为基础，软、硬件可裁剪，适应应用系统对功能、体积、成本、可靠性、功耗严格要求的专用计算机系统。
嵌入式系统是面向应用的，系统的硬件选型和软件开发模式都必须根据具体的应用确定。
永磁无刷直流电动机是电机控制研究领域的热点之一，这与其自身固有的技术优势密切相关：以电子换相取代了有刷直流电动机的机械换相。
从根本上革除了普通有刷直流电动机由于电刷换相带来的火花、噪音、高故障率等一系列问题，同时又使系统的性能能够与普通有刷直流电动机相媲美，因此得到了广泛的应用。
永磁无刷直流电动机的电子换相离不开电机的转子位置信号，传统的方法是采用霍尔器件或其他位置传感器检测位置信号，这使得系统的维护和制造都不方便，并且由于传感器的工作特性不稳定，给系统的安全运行带来了一些隐患。
因此，无位置传感器方案引起了人们的极大兴趣。
本文结合无位置传感器永磁无刷直流电动机控制系统的开发，以Microch ip公司的PIC18F452单片机为主控器件，并采用嵌入式实时操作系统μC/OS-II作为软件开发平台，详细讨论了嵌入式系统的开发模式与流程。
2．系统硬件平台设计嵌入式系统设计的第一步是结合具体的应用，综合考虑系统对成本、性能、可扩展性、开发周期等各个方面的要求，确定系统的主控器件，并以之为核心搭建系统硬件平台。
无位置传感器永磁无刷直流电动机控制系统的关键问题是位置检测。
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0引言日本机器人工业协会公布的一份报告指出，到2020年，仅日本服务型机器人的市场需求额就将达到100亿美元，而全球市场可高达1500亿美元以上。
随着现代科学技术的飞速发展和社会的进步，服务机器人将在我们的日常生活中扮演越来越重要的角色[1-2]。
虽然工业机器人伺服控制系统的研究和开发已经成熟，但是它们用于服务机器人仍然存在许多问题，如体积过大、结构封闭、不支持网络通信等，从而导致控制器之间相互孤立，系统升级过程中大量资源浪费[3]。
所以，研究和开发适用于服务机器人的嵌入式、开放式、模块化、网络化的控制器已成为当前的研究热点[4]。
服务机器人一般是用电池驱动的多轴移动机器人，这就要求其控制系统具有耗电量小和接线少的特点[5]。
PIC 单片机是美国Microchip 公司生产的8位微处理器，但是它的速度与功能却比现在一些普通8位的51单片机强很多。
PIC 单片机的体积小、功耗低，而且内部集成了多种外围电路，使设计更加方便，无需在单片机的设计中再添加一些外围电路，容易形成内嵌式控制系统[6]。
不少学者开始用PIC 单片机来控制电机[7-8]，文献[8]提出了一种用PIC 作为伺服电机控制器，通过串口通信的方法实现了耗电量小和接线少的要求。
服务机器人是与人接触、与人共存的机器人，这就要求其控制模式能随着外部环境的变化而改变。
而现有的大多数伺服电机控制器一旦设定某种控制模式(如位置控制)，在控制过程中是无法改变控制模式的。
本文提出了一种位置、速度、电流3种控制模式随时可变的伺服控制器。
它不同于传统的固定控制模式，使机器人各个关节能根据不同的外部环境采用不同的控制模式。
由于该伺服控制系统具有耗电量小、连接线少、价格低廉、控制轴数扩展容易、不受计算机操作系统限制和具有通用性等优点，特别适合电池驱动的多轴服务机器人的应用。
1设计思想1.1控制原理基于PIC 芯片的电机控制原理如图1所示，控制模式包括位置控制、速度控制和电流控制。
【基于单片机的无刷直流电机的控制系统设计】1. 引言无刷直流电机（BLDC），作为一种高效、低噪音、长寿命的电动机，被广泛应用于各种领域。
而采用单片机进行控制，实现对BLDC的精准控制，则成为现代工业中的热门技术。
本文将围绕基于单片机的无刷直流电机控制系统设计展开探讨，深入剖析其原理和实现过程。
2. 无刷直流电机的工作原理无刷直流电机是一种采用电子换相技术的电机，其工作原理与传统的直流电机有所不同。
它不需要使用碳刷和电刷环来实现换向，而是通过内置的电子控制器来精确控制转子上的永磁体和定子上的电磁线圈的相互作用，实现转子的旋转运动。
3. 单片机在无刷直流电机控制中的作用单片机在无刷直流电机的控制系统中扮演着核心角色，它通过内置的PWM模块生成PWM波形，用于控制电机驱动器中的功率器件，同时监测电机的运行状态，并根据需要进行调整和反馈控制，实现对电机的精准控制。
4. 基于单片机的无刷直流电机控制系统设计（1）硬件设计在设计基于单片机的无刷直流电机控制系统时，需要考虑到电机的功率和控制要求，选择合适的单片机和电机驱动器，设计电机驱动电路以及检测装置，确保系统能够稳定可靠地工作。
（2）软件设计利用单片机的PWM模块生成PWM波形，采用适当的控制算法（如PID控制算法），编写控制程序，实现对无刷直流电机的精准控制。
考虑到系统的实时性和稳定性，需要进行充分的软件优化和调试。
5. 个人观点和理解在基于单片机的无刷直流电机控制系统设计中，充分理解无刷直流电机的工作原理和单片机的控制特点，合理选择硬件和编写软件，是至关重要的。
只有系统全面、深刻地理解，才能设计出高质量、稳定可靠的控制系统。
6. 总结本文围绕基于单片机的无刷直流电机控制系统设计展开了探讨，从无刷直流电机的工作原理、单片机在控制系统中的作用，到具体的硬件设计和软件设计，全面、深入地阐述了相关内容。
希望通过本文的阐述，读者能够对基于单片机的无刷直流电机控制系统设计有更深入的理解和应用。
毕业设计（论文）题目基于LS单片机地无刷直流电机系统地研究与设计专业电气工程及其自动化班级学生指导教师2013 年基于LS单片机无刷直流电机控制系统地研究与设计专业：电气工程及其自动化班级：电气095作者：指导教师：职称：讲师高工答辩日期：2013-6-21摘要为了解决客车、城市公交车在实际使用中发动机不同温度状况下地散热问题，有效地保证发动机地正常使用温度，车载电子风扇是最佳选择.本文旨在研究一种低成本地无刷直流电机控制器.为了研发一款低成本地控制器，较好地控制无刷直流电机，本文着重研究了无刷直流电机（永磁同步电机）地控制策略及其实现方法.本文最终确定了无刷直流电机地变压变频开环控制方式，其能够实现在基频以下进行恒压频比控制，在基频以上进行恒功率控制.本次设计利用LS052Ax单片机作为控制核心，主要用来发出SPWM脉宽调制波，主电路采用常用地三相电压源型逆变电路.频率增长采用给定积分法.实验结果证明，这种控制方法控制可靠，成本低廉，能够获得良好地动静态性能.经过最终测试，本次设计系统可达到如下指标，电机能够在6s之内转速迅速升高至3000RPM，且起动成功率为100%，输出电流最大2A，输出最高频率200HZ，直流母线侧电压12V，最大功率24W.关键词：无刷直流电机，LS052Ax单片机，SPWM脉宽调制，低成本AbstractIn order to solve the problem of heat dissipation of the vehicle engine under different temperature conditions, ensuring the normal use of the vehicle engine, electric fan is the best choice. This paper aims to study a kind of low-cost brushless DC motor controller.This paper mainly studies the brushless DC motor (PMSM) control strategy and its realization method aiming a low-cost controller. This paper determines the VVVF open-loop control mode, which can achieve Constant control in the following baseband, constant power control in the above baseband. This design uses LS052Ax microcontroller as control core, which is mainly used to send the SPWM wave。
绪论随着计算机进入控制领域，以及新型的电力电子功率器件的不断出现，采用全控型的开关功率元件进行脉冲调制（paulse width modulation,简称PWM）控制的无刷直流电机已成为主流。
随着半导体工业，特别是大功率电子器件及微控制器的发展，变速驱动变的更加现实且成本更低。
本文充分利用单片机的数字信号处理器运算快、外围电路少、系统组成简单、可靠的特点，将其应用于无刷电机的驱动设计。
实验表明，该设计使得无刷直流电机的组成简化和性能的改进成为可能，有利于电机的小型化和智能化。
(一)电机的分类电机按工作电源种类可分为：1.直流电机(1)有刷直流电机①永磁直流电机·稀土永磁直流电动机·铁氧体永磁直流电动机·铝镍钴永磁直流电动机②电磁直流电机·串励直流电动机·并励直流电动机·他励直流电动机·复励直流电动机(2)无刷直流电机稀土永磁无刷直流电机2.交流电机(1)单相电动机(2)三相电动机（二）无刷直流电机及其控制技术的发展1831年，法拉第发现了电磁感应现象，奠定了现代电机的基本理论基础。
从19世纪40年代研制成功第一台直流电机，经过大约17年的时间，直流电机技术才趋于成熟。
随着应用领域的扩大，对直流电机的要求也就越来越高，有接触的机械换向装置限制了有刷直流电机在许多场合中的应用。
为了取代有刷直流电机的电刷－换向器结构的机械接触装置，人们曾对此作过长期的探索。
1915年，美国人Langnall发明了带控制栅极的汞弧整流器，制成了由直流变交流的逆变装置。
20世纪30年代，有人提出用离子装置实现电机的定子绕组按转子位置换接的所谓换向器电机，但此种电机由于可靠性差、效率低、整个装置笨重又复杂而无实用价值。
科学技术的迅猛发展，带来了电力半导体技术的飞跃。
开关型晶体管的研制成功，为创造新型直流电机——无刷直流电机带来了生机。
1955年，美国人Harrison首次提出了用晶体管换相线路代替电机电刷接触的思想，这就是无刷直流电机的雏形。
