基于ARM的小功率电动汽车控制器开发
作者： 高志刚编著
出版时间： 2019年版
内容简介
电动汽车控制器结合了车辆工程、电力电子、电机控制等多个领域的专业知识。本书的研究成果受国家自然科学基金面上项目51777011的资助，系统地介绍了基于ARM芯片的小功率电动汽车控制器开发技术。内容包括ARM芯片STM32F103的特性功能和软件编程环境、C语言编程方法、以及三相交流异步电机的控制算法等。本书基于一项具体的电动汽车控制器的开发过程展开内容描述，从建立软件工程开始，不断增加代码和功能，并同步讲解相应的硬件电路设计方案。对于控制器开发过程中需要的三相逆变器的控制算法、调制策略，以及三相交流异步电机的数学模型等内容，本书也做了详细介绍。本书给出了基于ARM芯片的大量的项目源代码，并配备了详细的注释和讲解，将理论知识内容和工程手段进行了有机结合。本书既可以作为学习ARM芯片STM32F103使用方法的参考手册，又可以作为学习电力电子技术和电机控制技术的参考资料，还可以为研究生、企业研发人员和工程人员从事该领域的项目开发工作提供借鉴。
目录
第1章 绪论 1
第2章 软件开发环境介绍 5
2.1 软件的安装 5
2.2 创建工程 8
2.3 编辑工程文件 10
2.4 下载和调试程序 22
2.5 本章总结 25
第3章 Keil μVision中的C语言编程 27
3.1 C语言简介 27
3.2 C语言的main()函数 28
3.3 C语言中的变量 30
3.3.1 变量的本质 30
3.3.2 变量的名称规范 30
3.3.3 变量的声明和赋值 31
3.3.4 基本数据类型 32
3.3.5 基本数据类型变量的声明和赋值 34
3.3.6 高级数据类型 38
3.3.7 变量的生存期 64
3.4 C语言中的常量 67
3.4.1 数字型常量 67
3.4.2 字符型常量 67
3.5 C语言的运算符 67
3.5.1 模块运算符 67
3.5.2 算数运算符 68
3.5.3 变量自操作 70
3.5.4 大小关系运算符 71
3.5.5 逻辑关系运算符 72
3.5.6 特殊运算符 73
3.6 C语言中的语句 74
3.6.1 赋值语句 74
3.6.2 判断语句 74
3.6.3 循环语句for 76
3.6.4 循环语句while 77
3.6.5 循环语句do/while 78
3.6.6 循环终止语句 79
3.7 C语言的函数 80
3.8 宏定义 82
3.9 本章小结 84
第4章 串行通信接口及应用 85
4.1 串行通信硬件电路设计 85
4.1.1 控制器侧的硬件电路设计 85
4.1.2 计算机侧的硬件电路设计 86
4.2 上位机的串口通信软件 88
4.2.1 软件总体设计方案 88
4.2.2 上位机与ARM的通信协议 107
4.2.3 实时调试软件的设计与开发 109
4.2.4 参数刷写软件的设计与开发 135
4.3 ARM芯片中UART通信协议的编程实现 167
4.4 系统通信功能验证 175
4.4.1 实时调试软件功能验证 175
4.4.2 参数刷写软件功能验证 176
4.5 本章小结 177
第5章 EEPROM数据存储 179
5.1 基于SPI接口的硬件电路设计 179
5.2 SPI协议及编程实现 180
5.2.1 SPI模块及芯片管脚配置 180
5.2.2 利用SPI读写EEPROM 183
5.3 本章小结 190
第6章 数字输入输出接口 191
6.1 挡位信号处理电路及设计 191
6.2 故障信号处理电路及设计 193
6.3 制动信号处理电路及设计 196
6.4 指示灯处理电路及设计 198
6.5 主继电器驱动电路 201
6.6 代码示例 203
6.7 本章小结 204
第7章 模拟采样功能 205
7.1 浮点型数据的处理 205
7.2 模拟采样电路的硬件设计 207
7.2.1 电流采样电路设计 207
7.2.2 电压采样电路设计 208
7.2.3 温度采样电路设计 210
7.2.4 加速踏板采样电路设计 213
7.3 模拟信号采样功能的编程实现 215
7.4 本章小结 221
第8章 脉冲宽度调制功能 223
8.1 硬件电路设计方案 223
8.2 软件编程实现 224
8.2.1 管脚功能的配置 224
8.2.2 定时器及PWM功能的配置 225
8.2.3 定时器周期中断的使能与处理 227
8.3 调制算法设计 229
8.4 本章小结 231
第9章 电动机转速测量方法 233
9.1 电动机编码器测速原理 234
9.1.1 绝对式编码器 234
9.1.2 增量式编码器 235
9.2 硬件电路设计 238
9.3 测量脉冲宽度测速 239
9.3.1 获取旋转方向 239
9.3.2 获得转速大小 243
9.4 计数脉冲个数测速 247
9.4.1 设置计数模式 247
9.4.2 计算转速大小 250
9.5 本章小结 252
第10章 CAN通信功能 253
10.1 硬件电路及端口配置 253
10.2 通信协议与软件编程实现 254
10.2.1 通信协议介绍 254
10.2.2 通信程序设计 255
10.3 本章小结 259
第11章 控制器程序设计 261
11.1 主函数流程图 261
11.2 控制器算法流程图 262
11.3 车辆运行模式及处理 264
11.3.1 车辆运行模式分类 264
11.3.2 故障模式 266
11.3.3 制动模式 266
11.3.4 前进行驶模式 267
11.3.5 倒车模式 267
11.3.6 滑行模式 267
11.3.7 驻坡模式1 268
11.3.8 驻坡模式2 268
11.4 斜坡函数与PWM状态控制 269
11.5 本章小结 270
参考文献 271
