基于STM32单片机的助力自行车车速调节控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于STM32单片机的助力自行车车速调节控制器，涉及助力自行车技术领域，其特征在于：至少包括STM32系列的单片机；用于检测电机电流信号的电机电流检测模块；用于驱动电机工作状态的电机驱动模块；MOS驱动模块；反向电动势检测模块；以及电源模块；其中：所述单片机的I/O端口分别与电机电流检测模块、电机驱动模块、MOS驱动模块、反向电动势检测模块电连接；所述电源模块与单片机的电源端子电连接。通过采用上述技术方案，该基于STM32单片机的助力自行车车速调节控制器能够提高助力自行车车速的稳定性；提高骑行者的骑行体验。

Speed regulation controller of power assisted bicycle based on STM32 microcontroller

The utility model discloses a bicycle speed controller based on STM32 MCU, which relates to the technical field of bicycles, which at least comprises a STM32 microcontroller series; for motor current detection module detects the motor current signal for driving the motor; the operating condition of the motor drive module; MOS module; back EMF detection module; and a power module; wherein the MCU I/O port respectively with the motor current detection module, motor drive module, MOS driver module, back EMF detection module is electrically connected with the connection terminal of electric power; the power supply module and mcu. By adopting the technical scheme, the bicycle speed based on STM32 MCU controller can improve the stability of power bicycle speed; improve rider riding experience.

【技术实现步骤摘要】
基于STM32单片机的助力自行车车速调节控制器
本技术涉及助力自行车
，特别是涉及一种基于STM32单片机的助力自行车车速调节控制器。
技术介绍
目前，电动助力自行车从电机安装位置分为前置、中置和后置三种结构方式。助力模式分为为踏频助力模式和扭矩助力模式。踏频模式在上坡路面由于阻力增大，骑行者踏频减少导致电机输出功率也随之降低，坡路骑行困难；扭矩模式克服了坡路骑行的问题，但在正常骑行过程中，由于踏频过程中扭矩波动造成骑行速度随之成轻微正玄曲线震荡，骑行体验过程中能够感觉到时快时慢，车速不够稳定，因此，设计开发一种车速更加稳定的基于STM32单片机的助力自行车车速调节控制器显得是尤为重要。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：提供一种基于STM32单片机的助力自行车车速调节控制器，该基于STM32单片机的助力自行车车速调节控制器能够提高助力自行车车速的稳定性。本技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种基于STM32单片机的助力自行车车速调节控制器，至少包括：STM32系列的单片机；用于检测电机电流信号的电机电流检测模块；用于驱动电机工作状态的电机驱动模块；MOS驱动模块；反向电动势检测模块；以及电源模块；其中：所述单片机的I/O端口分别与电机电流检测模块、电机驱动模块、MOS驱动模块、反向电动势检测模块电连接；所述电源模块与单片机的电源端子电连接。作为优选，本技术还采用了如下的附加技术特征：进一步：所述单片机的型号为STM32F103RBT6；所述电机电流检测模块包括第一放大器、第二放大器、第三放大器；所述第一放大器、第二放大器、第三放大器的型号为TS912A；所述电机驱动模块包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管；所述第一MOS管、第三MOS管、第五MOS管的源极与36V电源端子电连接；所述第二MOS管、第四MOS管、第六MOS管的漏极分别通过限压电阻接地；所述第一MOS管的漏极与第二MOS管的源极电连接；所述第三MOS管的漏极与第四MOS管的源极电连接；所述第五MOS管的漏极与第六MOS管的源极电连接；所述第一MOS管的漏极与电机的C相端子电连接；所述第三MOS管的漏极与电机的B相端子电连接；所述第五MOS管的漏极与电机的A相端子电连接；所述MOS驱动模块包括型号为IR2101的第一驱动芯片、第二驱动芯片、第三驱动芯片；所述反向电动势检测模块包括六个1/11比例分压电阻；其中：所述单片机通过第一驱动芯片与电机的C相端子电连接；所述单片机通过第二驱动芯片与电机的B相端子电连接；所述单片机通过第三驱动芯片与电机的A相端子电连接；所述单片机通过反向电动势检测模块分别与电机的三相端子电连接；所述单片机通过第一放大器、额定电阻与电机的C相端子电连接；所述单片机通过第二放大器、额定电阻与电机的B相端子电连接；所述单片机通过第三放大器、额定电阻与电机的A相端子电连接。进一步：所述单片机设置有CAN总线端子。本技术具有的优点和积极效果是：通过采用上述技术方案，本技术实现了电动助力自行车骑行助力控制功能，当助力车正常骑行过程中，目标车速能够稳定在骑行者提前设定的目标车速，车辆的最高限速25km/h(根据本行业的规则标准设定)。车速调节过程采用PID速度闭环控制，更符合运动控制实际情况，提高了骑行的安全性，进一步改善了骑行的体验感。附图说明图1是本技术的电路框图；图2是本技术的电路图。具体实施方式为能进一步了解本技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：请参阅图1和图2，一种基于STM32单片机的助力自行车车速调节控制器，包括型号为STM32F103RBT6的单片机；用于检测电机电流信号的电机电流检测模块；所述电机电流检测模块包括第一放大器U301A、第二放大器U301B、第三放大器U301C；所述第一放大器U301A、第二放大器U301B、第三放大器U301C的型号为TS912A；用于驱动电机工作状态的电机驱动模块；所述电机驱动模块包括第一MOS管Q200、第二MOS管Q201、第三MOS管Q202、第四MOS管Q203、第五MOS管Q204、第六MOS管Q205；所述第一MOS管Q200、第三MOS管Q202、第五MOS管Q204的源极与36V电源端子电连接；所述第二MOS管Q201、第四MOS管Q203、第六MOS管Q205的漏极分别通过限压电阻接地；所述第一MOS管Q200的漏极与第二MOS管Q201的源极电连接；所述第三MOS管Q202的漏极与第四MOS管Q203的源极电连接；所述第五MOS管Q204的漏极与第六MOS管Q205的源极电连接；所述第一MOS管Q200的漏极与电机M的C相端子电连接；所述第三MOS管Q202的漏极与电机的B相端子电连接；所述第五MOS管Q204的漏极与电机的A相端子电连接；MOS驱动模块；所述MOS驱动模块包括型号为IR2101的第一驱动芯片U200、第二驱动芯片U201、第三驱动芯片U202；反向电动势检测模块；所述反向电动势检测模块包括六个1/11比例分压电阻；详见图示中的电阻R206、电阻R207、电阻R214、电阻R215、电阻R220、电阻R221；其中：所述单片机通过第一驱动芯片U200与电机的C相端子电连接；所述单片机通过第二驱动芯片U201与电机的B相端子电连接；所述单片机通过第三驱动芯片U202与电机的A相端子电连接；所述单片机通过反向电动势检测模块分别与电机的三相端子电连接；所述单片机通过第一放大器U301A、额定电阻与电机的C相端子电连接；所述单片机通过第二放大器U301B、额定电阻与电机的B相端子电连接；所述单片机通过第三放大器U301C、额定电阻与电机的A相端子电连接。作为优选，在本优选实施例中，所述单片机的I/O端子上设置有CAN总线端子。本优选实施例通过MOS(MOSET)驱动模块、电机驱动模块、电机反向电动势检测模块、电机电流检测模块和单片机(CPU)共同实现对执行机构三项无刷直流电机转速控制，实现了助力控制电机控制部分。单片机采用ST公司的STM32F103RBT6，内置电机控制软件逻辑单元，单片机输出控制逻辑到MOS驱动模块，MOS驱动模块经过电平转换进而控制电机驱动模块中三项对管分组交替驱动。打开顺序为(Q200，Q203)->(Q202，Q205)->(Q204，Q201)，同时反向电动势模块检测电机所在象限，保证电机换向的准确，如此循环控制实现了电机转动功能。电机的转速正比于电机驱动电流，电机电流检测模块实时监测电机驱动电流，单片机根据检测到的电流调节PWM占空比进而通过控制MOS驱动模块和电机驱动模块调节电机转速和功率输出。电机驱动模块为6个MOS管及反向电动势保护TVS阵列D104～D107，TVS管采用vishay公司SMAJ40A防护紧急停车浪涌，可靠保护助力自行车电机控制器内部电源系统，保证系统在出现浪涌等异常情况正常工作。MOS管型号采用德国infineon公司IPD053N08N3G，极限电压为80V，极限电流为90A，完全满足250W/36V电机驱动要求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于STM32单片机的助力自行车车速调节控制器，其特征在于：至少包括：STM32系列的单片机；用于检测电机电流信号的电机电流检测模块；用于驱动电机工作状态的电机驱动模块；MOS驱动模块；反向电动势检测模块；以及电源模块；其中：所述单片机的I/O端口分别与电机电流检测模块、电机驱动模块、MOS驱动模块、反向电动势检测模块电连接；所述电源模块与单片机的电源端子电连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于STM32单片机的助力自行车车速调节控制器，其特征在于：至少包括：STM32系列的单片机；用于检测电机电流信号的电机电流检测模块；用于驱动电机工作状态的电机驱动模块；MOS驱动模块；反向电动势检测模块；以及电源模块；其中：所述单片机的I/O端口分别与电机电流检测模块、电机驱动模块、MOS驱动模块、反向电动势检测模块电连接；所述电源模块与单片机的电源端子电连接。2.根据权利要求1所述的基于STM32单片机的助力自行车车速调节控制器，其特征在于：所述单片机的型号为STM32F103RBT6；所述电机电流检测模块包括第一放大器、第二放大器、第三放大器；所述第一放大器、第二放大器、第三放大器的型号为TS912A；所述电机驱动模块包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管；所述第一MOS管、第三MOS管、第五MOS管的源极与36V电源端子电连接；所述第二MOS管、第四MOS管、第六MOS管的漏极分别通过限压电阻接地；所述第一MOS管的漏极与第二M...

【专利技术属性】
技术研发人员：李珍昆，
申请(专利权)人：海贝天津科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：天津,12