PSoC微處理器在電動車無刷電機控制器上的應用

　　4. 通用I/O
　　
　　PSoC微控制器的通用I/O數量從*4位不等，具體根據不同型號來確定。每個I/O功能可編程選擇。在輸出模式中可選擇輸出驅動方式，模擬輸出驅動可達40mA。通過內部上拉或者下拉電阻輸出，強輸出，可設置輸出最大的驅動電流達25mA。所有引腳都能作為中斷電源，通過引腳信號變化產生中斷。并可選擇位上升沿觸發終端、下降沿觸發。引腳能與模擬模塊相連。此外，還有用作斯密特觸發器的TTL、I/O。
　　
　　5. 振蕩器
　　
　　PSoC系列器件有多種振蕩器可供選擇，總能為CPU時鐘、模擬PSoC模塊和數字PSoC模塊的時鐘，找到合適的振蕩器。主要有內部達到24/48MHz的主振蕩器、一個32.768MHz外部晶體振蕩器和內部低速振蕩器。主振蕩器誤差為±2.5%，且沒有外部補償，外部晶體振蕩器可對PLL選定精度，內部低速振蕩器一般作為PSoC模塊和看門狗/睡眠定時器的時鐘。可使用時鐘分頻器，從而優化代碼執行速度和減少功耗。
　　
　　6. 專用外設
　　
　　PSoC系列器件還提供一些專用外設，包括看門狗/睡眠模式時鐘(Watchdog/Sleep Timer)、可設定電壓閥值的電源低電壓檢測(LVD/POR)、中斷控制器、采樣抽取器(Decimator)、片內溫度傳感器和片內電壓參考等。
　　
　　7. 靜態COMS器件
　　
　　PSoC微處理器系列運用了先進Flash工藝的全靜態CMOS器件，實現高度低電壓功能。通常電壓保持在3.0到5.5V DC，使用片內開關式電壓汞可使工作電壓降低到1.0V DC，工作于-40℃~＋85℃。
　　
　　電動車無刷控制器系統
　　
　　由CY8C24423構成的電動車無刷控制器系統原理框圖如圖2所示。

圖2：電動車無刷控制器系統原理框圖。

　　要讓圖中所示的電機轉動起來，首先控制部就必須根據電機霍爾感應到的電機轉子目前所在位置，然后決定開啟(或關閉)MOSFET的順序，如上圖中之A上、B上、C上(這些稱為上橋功率晶體管)及A下、B下、C下(這些稱為下橋功率晶體管)，使電流依序流經電機繞組線圈產生順向(或逆向)旋轉磁場，并與轉子的磁鐵相互作用，如此就能使電機順時/逆時轉動。當電機轉子轉動到霍爾傳感器感應出另一組信號的位置時，控制器又再開啟下一組MOSFET，如此循環電機就可以按同一方向繼續轉動，直到控制器決定要電機轉子停止，此時則關閉MOSFET，要電機轉子反向則MOSFET開啟順序相反。
　　
　　一個最基本的電動車用無刷電機控制器所需要實現的功能包括除了轉把調速外，還應該包括欠壓保護，過流保護，剎車斷電等。另外近年來還有一些實用且流行的功能如定速巡航、ABS剎車再生制動、1:1助力等等。從上面的原理框圖可以很清楚地看出，整個系統只用了一個PSoC芯片便實現了上述的所有控制功能。圖3為本文設計的無刷控制器半成品實物圖。

圖3：電動車無刷電機控制器半成品實物外形圖。