I摘要近年来，随着人们生活的改善，摩托车、燃油助力车得到迅速发展，其排放的尾气已造成城市空气严重污染，一些城市相继制定法规限制摩托车、燃油助力车的使用来保护环境。发展短距离的绿色交通工具替代摩托车、燃油助力车成为一些国家的经济和社会课题。电动自行车具有“零排放” ，是一种比较好的短距离绿色交通工具。由于电池问题，限制了电动自行车的行驶距离，但可以通过提高系统的效率来改善其性能。本课题研制的电动自行车用无位置传感器直流无刷永磁电动机来驱动，用 PIC16C74单片机作为主控芯片，它不仅克服了有刷直流电机的噪音、换向火花等缺点，而且避免了有位置传感器直流无刷电机因位置传感器带来的不足；同时，它降低了制造和使用过程中的成本，提高了使用和维护的方便性，具有效率高、环保、经济和方便的特点以及具有良好运行性能和巨大的市场潜力。关键词：电动自行车；位置传感器；直流无刷电动机；单片机控制IIAbstractIn the recent years，the motorbike has rapidly developed with the improving of living Chinese People. Because of air pollution of internal combustion engine the local governments of different cities in China come on a lot of rules of law to restrict the use of combustion engine and then to promote the environment protection. To replace the motorbike with a short green transportation has become some nations economic and social issue.This paper deals with an electric motor driven bike (EB) and its control stratagem. Without fail，EB 15 very helpful to environment protection. Nevertheless EB has its disadvantages，especially the too weak continuous run distance. Except the battery problem，the efficiency of the whole system 15 also one of the most important problems to be solved. A permanent brush-less and sensor-less DC motor and its control set are specially designed for this developed EB.A study on control stratagem and electronic resorts are given in this paper. A microchip PIC16C74 used as CPU and corresponding software developed by author 15 introduced in this control system. The experiments of the prototype show that the performance，including system efficiency，noise，spark，maintenance-free and its cost are obviously improved. It may be expected，that this EB driving system has really huge market potential.Key Words: Motor Bike；Position Sensor；BLDC Motor；Microcomputer controlledIII目录摘要 .IAbstract .II第 1 章 概述 .- 1 -1.1 电动自行车的意义及发展状况.- 1 -1.1.1 电动自行车的意义 .- 1 -1.1.2 电动自行车的发展状况 .- 2 -1.2 本课题的主要任务.- 2 -第 2 章 电动自行车的研究 .- 3 -2.1 直流无刷电机原理简介.- 3 -2.1.1 直流无刷电机的发展 .- 3 -2.1.2 直流无刷电机的运行原理 .- 3 -2.2 电动自行车的驱动电机原理.- 5 -2.3 电动自行车的转矩.- 7 -第 3 章 直流无刷无位置传感器电动自行车的控制设计 .- 9 -3.1 电动自行车的启动方法.- 9 -3.2 电动自行车的运行参数显示功能设计.- 11 -3.2.1 速度显示 .- 11 -3.2.2 蓄电池的容量显示 .- 12 -第 4 章 驱动控制的硬件设计 .- 14 -4.1 PIC 单片机简介 .- 14 -4.2 驱动电路.- 15 -4.3 调速和过流保护.- 17 -4.3.1 电动自行车的调速 .- 17 -4.3.2 过流保护 .- 18 -4.4 液晶显示电路.- 20 -第 5 章 系统软件构成 .- 21 -IV5.1 系统主程序结构.- 21 -5.2 中断程序.- 22 -5.2.1 反电势过零中断 .- 22 -5.2.2 定时中断 .- 23 -5.2.3 A/D 中断.- 25 -参考文献 .- 27 -总 结 .- 28 -致 谢 .- 30 -附录 1：.- 31 -附录 2：.- 42 -附录 3：.- 43 - 1 -第 1 章 概述1.1 电动自行车的意义及发展状况1.1.1 电动自行车的意义人类在进入工业化社会之后，大量使用地球上石油、煤等化石能源，使得空气中的二氧化碳和二氧化硫急剧增加，造成了酸雨蔓延和温室效应，特别是二十世纪后期，酸雨大面积扩展，几乎蔓延至所有国家。酸雨造成农作物减产，大片森林死亡；温室效应给工农业生产和人民生活造成的损失，无法估量。目前，发展中国家的空气还在进一步恶化，我国作为世界上最大的发展中国家，环境问题已经引起党和国家以及人民群众重视。电动自行车与摩托车、燃油助动车相比较，它具有突出的优点1： （1）无污染电动自行车是以蓄电池发出的电能作为驱动能源，以电动机作为动力，运行过程中没有废气排放；因此和摩托车、燃油助动车相比，没有污染。（2）低噪音、振动小电动自行车是由电动机驱动的，电动机在运行中产生的噪音比较小，运行比较平稳。而摩托车、燃油助动车是由燃油发动机驱动，其汽缸产生的噪音比较大，由于受到体积限制，其发电机的缸数较少，运行时不够平稳，振动较大。（3）最高时速 20 公里，行驶安全摩托车、燃油助动车的速度快，在机动车道上行驶，事故率较高；而电动自行车，国家强制性规定其速度不能超过 20km/h，并且电动自行车一般不能在机动车道上行驶，因此相比之下安全很多。（4）效率高摩托车、燃油助动车的效率一般只有 30%左右，而电动自行车的效率可以达到 70%以上。（5）结构简单、轻便，易维护、维修电动自行车一般是有蓄电池、控制板、电机和车身组成；蓄电池用的是免维护的，- 2 -电机的故障率较低，基本上不要维护，控制板由于现代的电