基于AVR單片機的電動代步車控制器
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2 硬件設計
2．1 微控制器
微控制器并不是功能越豐富越好，應遵循以下2條基本原則：一是微控制器的片內(nèi)資源恰好能滿足設計要求，靈活地使用片內(nèi)資源可以減少外圍擴展芯片的數(shù)量，也以減小電路板的面積；二是在滿足功能的前提下，價格要盡可能的低。
本控制器采用Atmel公司的Atmgeal6(L)。該型號的單片機片內(nèi)資源較為豐富，集成了EEPROM、A／D轉(zhuǎn)換器、PWM等功能模塊。EEPROM功能可以用于相關控制參數(shù)的掉電保存：PWM功能通過H橋?qū)崿F(xiàn)對直流電機的調(diào)速控制；A／D轉(zhuǎn)換功能可以實現(xiàn)直流電機的電流檢測，同時也可以實現(xiàn)搖桿位置信息的采集。作為RISC精簡指令的高速8位單片機，和51內(nèi)核的單片機相比，在相同價格基礎上具有運算速度上的優(yōu)勢。
2．2 電機驅(qū)動電路
電動代步車的2個驅(qū)動后輪分別由2個直流電機帶動。直流電機由2個半橋驅(qū)動器IR2104控制的H橋功率電路進行驅(qū)動，即由4個功率MOSF-ET電路IRF1010N(VDSS=55 V，RDS(on)=11 MΩ，ID=85 A)組成電機的雙向速度控制電路，如圖3所示。當PWM2為低電平時，VQ3截止，VQ4導通，PWM1輸入調(diào)速信號，電機正轉(zhuǎn)；當PWM1為低電平時，VQ1截止，VQ2導通，PWM1輸入調(diào)速信號，電機反轉(zhuǎn)。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/172590.htm
由于電機的額定功率較大，在設計電機相關驅(qū)動電路時，應注意過載保護和功率元件的散熱問題。電動代步車通過左右電機差速運動實現(xiàn)各方向的運動，為了達到控制的協(xié)調(diào)性，電機的運動算法也需要通過試驗不斷修改。除此之外應考慮電機啟動或停止時的加減速過程，保證運動的平穩(wěn)性。
2．3 搖桿檢測電路
搖桿是電動代步車最為重要的輸入設備，搖桿既可以控制電機電源的打開和關閉，也可以控制左右兩個電機的速度和運行方向。
控制器需要通過檢測搖桿的位置來確定電機的運行速度，搖桿實質(zhì)上是一個位置傳感器，一個包含XY兩個垂直方向的位置傳感器。搖桿主要由4個位置固定的線性霍爾和4個可以移動的磁鋼組成，若搖桿被推動，磁鋼和線性霍爾的相對位置就會改變，線性霍爾的輸出電壓也跟著變化，控制器通過A／D轉(zhuǎn)換器測量這4個電壓值，以確定搖桿的位置。
線性霍爾的靈敏度越高，其輸出電壓值范圍越寬，搖桿位置的分辨率也就越高，電動代步車的操縱性能也就越好，所以線性霍爾的選擇非常重要。本控制器采用Honeywell的SS490系列線性霍爾，其靈敏度可達3．125 mV／G，可以滿足要求。
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