态。
3.2.3 中断服务模块
中断处理的过程为：进入中断服务子程序后，先关闭系统总中断，防止更高优先级的中断进入，同时保存中断现场。之后根据不同状态位进入相应的中断服务子程序并执行，相关的中断服务执行结束后应恢复现场，同时清除相应的中断标志位。在退出中断服务的同时打开系统总中断，为接收下一次中断做好准备。
中断开始 保护现场 是否 堵转 否 是否 刹车 否 是否 换相 否 是 堵转保护 是 柔性电子刹车 是 换相及换相补偿 是否过流 否 是 过流保护 恢复现场等待下次中断
图14 中断服务程序流程图
定时中断服务子程序是系统软件的核心，完成整体电路的所有功能。定时中断服务子程序不断扫描以获取外部输入的各种信号，如刹车信号、巡航信号等。同时
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实时检测电源电压和电机相电流，假如获取得到的检测值超出设定值，进入相应的保护子程序。中断服务程序流程图如图14所示。 3.2.4 柔性电子刹车模块
柔性电子刹车（EABS）是目前用在汽车上比较成熟的一个重要的安全保护功能，EABS的性能可以体现出控制器的技术含金量，也是使电动自行车鹤立鸡群的一大优点。EABS在电动自行车上作为传统机械刹车的辅助措施，平时正常骑行中优先采用电子刹车，当遇到紧急情况时电子刹车、刹车片刹车同时进行，使机械刹车片寿命延长的同时，还增强了刹车效果，从而降低事故发生的概率。
开始 延时 否 检测是否有刹车信号 下桥MOS管导通 是 减小PWM占空比直至0 三路PWM占空比由100%减小到0 关断所有MOS管 结束 图15 柔性刹车部分流程图
EABS的理论依据是能量反馈制动原理，进入EABS时，先关断所有大功率MOS管，然后使所有上桥大功率MOS管导通，且只采用上桥PWM波脉宽调制方式，使PWM波的占空比从100％迅速减小至0。输出PWM波占空比的减弱速度决定了刹车的柔度，减小速度越快，刹车越急，柔度越硬；减小速度越慢，刹车越缓，柔度越柔。为了使电机绕组中的电流不发生突变引起保护电路工作，当按下刹车键时，可以把正常骑行时的占空比逐渐缓慢地减为0，之后关闭全桥，然后再开通上桥。其流程图如图15所示。 3.2.5 保护模块
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欠压保护电路通过对电池电压进行采样，当电池电压下降到设定值时关闭PWM波输出，使蓄电池不会因过放而造成不必要的损伤。对电源电压进行采样转换之后，欠压时欠压标志位置为1，并发出欠压警报；同时开始定时，欠压警报满5秒之后停机。过流保护电路可以对MOS管进行保护，将电机最大相电流限制在设定范围之内，当检测获取到的电流超过设定值时关闭驱动MOS管，防止MOS管上大电流流过时产生不可恢复的损坏。过流保护是控制器整体安全保护的最后一道防线，过流保护采样电阻采用康铜丝，当系统瞬间电流超过最大设定保护电流值而保护服务子程序来不及反应时，烧断康铜丝以起到保护作用。在电机运行时，系统还对电机进行“速度-电流”控制，控制器根据采样计算判断电机相电流与电机速度是否保持在设定范围内。如果在相关设定范围内，控制器控制电机车速主要以不超过最大电流设定值为依据；如果电机相电流与电机速度超出相关范围时，即使得到的电机相电流远没有达到最大限流设定值，控制器也对电机减小电流，然后再次判断电机转速与电机电流的相关性；如果仍然不满足相关性要求，控制器进一步减小电流。这样控制器每否定一次相关性判断，电机相电流就减小一次，直到控制器停止驱动电机。堵转是指由于程序中速度给定值设置较高，此时控制器有PWM波输出，但是电机由于电子换相顺序紊乱而无法正常运行，在两个相位之间来回转动的现象。由于没有按照正确顺序进行电子换相，换相电流难以释放，因此该相的相电流较大。如果缺失堵转保护电路设计，控制器很容易因电流过大而产生大量热量，从而导致控制器烧毁。加入堵转保护设计以后，当速度设定值较高而电机又无法正常转动的状态持续1秒（可由程序设定）时，关闭系统PWM波输出。只有当将速度给定归零重新设定后，电机才会再次运行。 3.3 抗干扰设计
软件的可靠性对于整个系统的稳定运行至关重要。当系统受到外界突发干扰时，软件需要及时有效地分析处理故障，并能够自动返回到正确的运行状态。本系统程序设计采用功能细分的子模块设计，使程序易于分析，为后续检查错误奠定了有利的基础[17]。在调试过程中，能够很容易找到错误位置。模块化的设计方法也减轻了各子程序模块之间的相互依赖关系，使程序运行更加可靠。
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4. 结果与分析
本设计从理论分析、硬件电路设计、软件设计和系统总体调试等方面考虑，逐步实现了控制器所要完成的各项功能。采用额定电压24V，额定功率60W，转速3000RPM的带霍尔传感器的永磁无刷直流电机作为驱动受控对象，对系统进行了验证。如图16所示为PWM波形。由图示可以看出，在系统采用软启动时，PWM波输出大致呈直线上升，此时处于开环控制。当软启动结束，PWM波形正常。
图16 PWM波形
图17 无刷直流电机转矩仿真波形
对无刷直流电动机转矩进行模拟仿真，得出的转矩波形如图17所示。可以看出电动车刚启动转速较低时，电机转矩迅速增大。启动完毕，电机转速稳定以后，转矩基本保持稳定。结果与预期目标符合。
在柔性电子刹车的测试中，先使电机的转速达到2000RPM。在没有使用机械刹
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