LUTRONIK 控製器 BV 3.815K2

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Name :   鍾啟鵬

球球 : 

控製器（英文名稱：controller）是指按照預定順序改變主電路或控製電路的接線和改變電路中電阻值來控製電動機的啟動、調速、製動和反向的主令裝置。由程序計數器、指令寄存器、指令譯碼器、時序產(chan) 生器和操作控製器組成，它是發布命令的“決(jue) 策機構”，即完成協調和指揮整個(ge) 計算機係統的操作。

控製器分組合邏輯控製器和微程序控製器，兩(liang) 種控製器各有長處和短處。組合邏輯控製器設計麻煩，結構複雜，一旦設計完成，就不能再修改或擴充，但它的速度快。微程序控製器設計方便，結構簡單，修改或擴充都方便，修改一條機器指令的功能，隻需重編所對應的微程序；要增加一條機器指令，隻需在控製存儲(chu) 器中增加一段微程序，但是，它是通過執行一段微程。具體(ti) 對比如下：組合邏輯控製器又稱硬布線控製器，由邏輯電路構成，*靠硬件來實現指令的功能。

電磁吸盤控製器：交流電壓380V經變壓器降壓後，經過整流器整流變成110V直流後經控製裝置進入吸盤此時吸盤被充磁，退磁時通入反向電壓線路，控製器達到退磁功能。

門禁控製器：門禁控製器工作在兩(liang) 種模式之下。一種是巡檢模式，另一種是識別模式。在巡檢模式下，控製器不斷向讀卡器發送查詢代碼，並接收讀卡器的回複命令。這種模式會(hui) 一直保持下去，直至讀卡器感應到卡片。當讀卡器感應到卡片後，讀卡器對控製器的巡檢命令產(chan) 生不同的回複，在這個(ge) 回複命令中，讀卡器將讀到的感應卡內(nei) 碼數據傳(chuan) 送到門禁控製器，使門禁控製器進入到識別模式。在門禁控製器的識別模式下，門禁控製器分析感應卡內(nei) 碼，同設備內(nei) 存儲(chu) 的卡片數據進行比對，並實施後續動作。門禁控製器完成接收數據的動作後，會(hui) 發送命令回複讀卡器，使讀卡器恢複狀態，同時，門禁控製器重新回到巡檢模式。

組合邏輯

設計步驟：

1、設計機器的指令係統：規定指令的種類、指令的條數以及每一條指令的格式和功能；

2、初步的總體(ti) 設計：如寄存器設置、總線安排、運算器設計、部件間的連接關(guan) 係等；

3、繪製指令流程圖：標出每一條指令在什麽(me) 時間、什麽(me) 部件進行何種操作；

4、編排操作時間表：即根據指令流程圖分解各操作為(wei) 微操作，按時間段列出機器應進行的微操作；

5、列出微操作信號表達式，化簡，電路實現。

基本組成：

1、指令寄存器用來存放正在執行的指令。指令分成兩(liang) 部分：操作碼和地址碼。操作碼用來指示指令的操作性質，如加法、減法等；地址碼給出本條指令的操作數地址或形成操作數地址的有關(guan) 信息（這時通過地址形成電路來形成操作數地址）。有一種指令稱為(wei) 轉移指令，它用來改變指令的正常執行順序，這種指令的地址碼部分給出的是要轉去執行的指令的地址。

2、操作碼譯碼器：用來對指令的操作碼進行譯碼，產(chan) 生相應的控製電平，完成分析指令的功能。

3、時序電路：用來產(chan) 生時間標誌信號。在微型計算機中，時間標誌信號一般為(wei) 三級：指令周期、總線周期和時鍾周期。微操作命令產(chan) 生電路產(chan) 生完成指令規定操作的各種微操作命令。這些命令產(chan) 生的主要依據是時間標誌和指令的操作性質。該電路實際是各微操作控製信號表達式（如上麵的A→L表達式）的電路實現，它是組合邏輯控製器中較為(wei) 複雜的部分。

4、指令計數器：用來形成下一條要執行的指令的地址。通常，指令是順序執行的，而指令在存儲(chu) 器中是順序存放的。所以，一般情況下下一條要執行的指令的地址可通過將現行地址加1形成，微操作命令“1”就用於(yu) 這個(ge) 目的。如果執行的是轉移指令，則下一條要執行的指令的地址是要轉移到的地址。該地址就在本轉移指令的地址碼字段，將其直接送往指令計數器。

微程序控製器的提出是因為(wei) 組合邏輯設計存在不便於(yu) 設計、不靈活、不易修改和擴充等缺點。

微程序

微程序控製(簡稱微碼控製)的基本思路是：用微指令產(chan) 生微操作命令，用若幹條微指令組成一段微程序實現一條機器指令的功能（為(wei) 了加以區別，將前麵所講的指令稱為(wei) 機器指令）。設機器指令M執行時需要三個(ge) 階段，每個(ge) 階段需要發出如下命令：階段一發送K1、K8命令，階段二發送K0、K2、K3、K4命令，階段三發送K9命令。當將*條微指令送到微指令寄存器時，微指令寄存器的K1和K8為(wei) 1，即發出K1和K8命令，該微指令指出下一條微指令地址為(wei) 00101，從(cong) 中取出第二條微指令，送到微指令寄存器時將發出K0、K2、K3、K4命令，接下來是取第三條微指令，發K9命令。

微程序控製器的組成：

1、控製存儲(chu) 器（contmlMemory）用來存放各機器指令對應的微程序。譯碼器用來形成機器指令對應的微程序的入口地址。當將一條機器指令對應的微程序的各條微指令逐條取出，並送到微指令寄存器時，其微操作命令也就按事先的設計發出，因而也就完成了一條機器指令的功能。對每一條機器指令都是如此。

2、微指令的寬度直接決(jue) 定了微程序控製器的寬度。為(wei) 了簡化控製存儲(chu) 器，可采取一些措施來縮短微指令的寬度。如采用字段譯碼法一級分段譯碼。顯然，微指令的控製字段將大大縮短。，一些要同時產(chan) 生的微操作命令不能安排在同一個(ge) 字段中。為(wei) 了進一步縮短控製字段，還可以將字段譯碼設計成兩(liang) 級或多級。

CPU

控製器是指揮計算機的各個(ge) 部件按照指令的功能要求協調工作的部件，是計算機的神經中樞和指揮中心，由指令寄存器IR（InstructionRegister）、程序計數器PC（ProgramCounter）和操作控製器0C（OperationController）三個(ge) 部件組成，對協調整個(ge) 電腦有序工作極為(wei) 重要。

指令寄存器：用以保存當前執行或即將執行的指令的一種寄存器。指令內(nei) 包含有確定操作類型的操作碼和指出操作數來源或去向的地址。指令長度隨不同計算機而異，指令寄存器的長度也隨之而異。計算機的所有操作都是通過分析存放在指令寄存器中的指令後再執行的。指令寄存器的輸人端接收來自存儲(chu) 器的指令，指令寄存器的輸出端分為(wei) 兩(liang) 部分。操作碼部分送到譯碼電路進行分析，指出本指令該執行何種類型的操作;地址部分送到地址加法器生成有效地址後再送到存儲(chu) 器，作為(wei) 取數或存數的地址。

存儲(chu) 器可以指主存、高速緩存或寄存器棧等用來保存當前正在執行的一條指令。當執行一條指令時，先把它從(cong) 內(nei) 存取到數據寄存器（DR）中，然後再傳(chuan) 送至IR。指令劃分為(wei) 操作碼和地址碼字段，由二進製數字組成。為(wei) 了執行任何給定的指令，必須對操作碼進行測試，以便識別所要求的操作。指令譯碼器就是做這項工作的。指令寄存器中操作碼字段的輸出就是指令譯碼器的輸入。操作碼一經譯碼後，即可向操作控製器發出具體(ti) 操作的特定信號。

程序計數器：指明程序中下一次要執行的指令地址的一種計數器，又稱指令計數器。它兼有指令地址寄存器和計數器的功能。當一條指令執行完畢的時候，程序計數器作為(wei) 指令地址寄存器，其內(nei) 容必須已經改變成下一條指令的地址，從(cong) 而使程序得以持續運行。

為(wei) 此可采取以下兩(liang) 種辦法：

*種辦法是在指令中包含了下一條指令的地址。在指令執行過程中將這個(ge) 地址送人指令地址寄存器即可達到程序持續運行的目的。這個(ge) 方法適用於(yu) 早期以磁鼓、延遲線等串行裝置作為(wei) 主存儲(chu) 器的計算機。根據本條指令的執行時間恰當地決(jue) 定下一條指令的地址就可以縮短讀取下一條指令的等待時間，從(cong) 而收到提高程序運行速度的效果。

第二種辦法是順序執行指令。一個(ge) 程序由若幹個(ge) 程序段組成，每個(ge) 程序段的指令可以設計成順序地存放在存儲(chu) 器之中，所以隻要指令地址寄存器兼有計數功能，在執行指令的過程中進行計數，自動加一個(ge) 增量，就可以形成下一條指令的地址，從(cong) 而達到順序執行指令的目的。這個(ge) 辦法適用於(yu) 以隨機存儲(chu) 器作為(wei) 主存儲(chu) 器的計算機。當程序的運行需要從(cong) 一個(ge) 程序段轉向另一個(ge) 程序段時，可以利用轉移指令來實現。轉移指令中包含了即將轉去的程序段入口指令的地址。執行轉移指令時將這個(ge) 地址送人程序計數器(此時隻作為(wei) 指令地址寄存器，不計數)作為(wei) 下一條指令的地址，從(cong) 而達到轉移程序段的目的。子程序的調用、中斷和陷阱的處理等都用類似的方法。在隨機存取存儲(chu) 器普及以後，第二種辦法的整體(ti) 運行效果大大地優(you) 於(yu) *種辦法，因而順序執行指令已經成為(wei) 主流計算機普遍采用的辦法，程序計數器就成為(wei) 中央處理器*的一個(ge) 控製部件。

CPU內(nei) 的每個(ge) 功能部件都完成一定的特定功能。信息在各部件之間傳(chuan) 送及數據的流動控製部件的實現。通常把許多數字部件之間傳(chuan) 送信息的通路稱為(wei) “數據通路”。信息從(cong) 什麽(me) 地方開始，中間經過哪個(ge) 寄存器或多路開關(guan) ，後傳(chuan) 到哪個(ge) 寄存器，都要加以控製。在各寄存器之間建立數據通路的任務，是由稱為(wei) “操作控製器”的部件來完成的。

操作控製器的功能就是根據指令操作碼和時序信號，產(chan) 生各種操作控製信號，以便正確地建立數據通路，從(cong) 而完成取指令和執行指令的控製。

有兩(liang) 種由於(yu) 設計方法不同因而結構也不同的控製器。微操作是指不可再分解的操作，進行微操作總是需要相應的控製信號(稱為(wei) 微操作控製信號或微操作命令)。一台數字計算機基本上可以劃分為(wei) 兩(liang) 大部分---控製部件和執行部件。控製器就是控製部件，而運算器、存儲(chu) 器、外圍設備相對控製器來說就是執行部件。控製部件與(yu) 執行部件的一種聯係就是通過控製線。控製部件通過控製線向執行部件發出各種控製命令，通常這種控製命令叫做微命令，而執行部件接受微命令後所執行的操作就叫做微操作。控製部件與(yu) 執行部件之間的另一種聯係就是反饋信息。執行部件通過反饋線向控製部件反映操作情況，以便使得控製部件根據執行部件的狀態來下達新的微命令，這也叫做“狀態測試”。微操作在執行部件中是組基本的操作。由於(yu) 數據通路的結構關(guan) 係，微操作可分為(wei)

相容性和相斥性兩(liang) 種。在機器的一個(ge) CPU周期中，一組實現一定操作功能的微命令的組合，構成一條微指令。一般的微指令格式由操作控製和順序控製兩(liang) 部分構成。操作控製部分用來發出管理和指揮全機工作的控製信號。其順序控製部分用來決(jue) 定產(chan) 生下一個(ge) 微指令的地址。事實上一條機器指令的功能是由許多條微指令組成的序列來實現的。這個(ge) 微指令序列通常叫做微程序。既然微程序是有微指令組成的，那麽(me) 當執行當前的一條微指令的時候。必須指出後繼微指令的地址，以便當前一條微指令執行完畢以後，取下一條微指令執行。

LED

LED控製器(LED controller)就是通過芯片處理控製LED燈電路中的各個(ge) 位置的開關(guan) 。

低壓型LED產(chan) 品控製器：

低壓型LED產(chan) 品一般設計電壓12V-36V,每個(ge) 回路LED數量3-6個(ge) 串聯，用電阻降壓限流，每個(ge) 回路電流20mA以下。一個(ge) LED產(chan) 品由多個(ge) 回路的 LED組成，優(you) 點是低壓，結構簡單，容易設計；缺點是：產(chan) 品規模大時電流很大，需要配置低壓開關(guan) 電源。由於(yu) 產(chan) 品的缺點所限，低壓不可能遠距離輸電，都是局限於(yu) 體(ti) 積不大的產(chan) 品上，如招牌文字、小圖案等。根據這個(ge) 特點，控製器設計規格：12V的選用75A/30V MOS功率管控製，輸出電流8A/路；24-36V選用60A/50V MOS功率管控製，輸出電流5A/路。用戶可以根據以上規格選定控製器的路數，跳變的可以選購NE20低壓係列、漸變的選購NE10低壓係列控製器即可。注意LED的必須是共陽(+)極連接法，控製器控製陰(-)極，控製器不包括低壓電源

高壓型LED產(chan) 品控製器：

高壓型LED產(chan) 品設計電壓是交流/直流220V電壓，每個(ge) 回路LED數量36-48個(ge) 串聯，每個(ge) 回路電流20mA以下，限流方式有兩(liang) 種，一種是電阻限流，這種方式電阻功耗較大，建議使用每4個(ge) LED串接一個(ge) 1/4W金屬模電阻，均勻分布散熱，這種接法是較穩定可靠；另一種是電阻電容串聯限流，這種接法大部分電壓降在電容上，電阻功耗小，隻能用在穩定的長亮狀態，如果閃動電容儲(chu) 能，反而電壓加倍，LED容易損壞。凡是使用控製器的LED必須使用電阻限流方式，LED一般每個(ge) 回路一米，功率5W，三色功率每米15W。常用漸變控製器NE112K控製直流1200W，NE103D交流負載4500W直流負載1500W，如果燈管閃動單元多就使用NE112K，如果隻需要整體(ti) 閃動就使用NE103D。如果使用漸變方式，要注意負載匹配，霓虹燈和LED的發光分布特性不一樣，同一回路不能混接不同類型的負載。

低壓串行控製器：

低壓型LED產(chan) 品串行控製器的特點是控製路數多，利用串行信號傳(chuan) 輸達到控製的目的，一般512單元的控製隻需要4條控製連線，串行LED控製器需要在LED的光源板配有寄存器，控製器可選用型號NE040S控製器，該控製器的大容量達到4096KBit,如果負載512單元的LED可以大實現8192楨畫麵。

還有就是安全行業(ye) 所使用的控製器，控製探測器在各工作區間內(nei) 監測氣體(ti) 的一種設備。

門禁

門禁控製器就是門禁係統的核心，對出入口通道進行管製的係統大腦，它是在傳(chuan) 統的門鎖基礎上發展而來的。門控製器是讀卡和控製合二為(wei) 一的門禁控製產(chan) 品，有獨立型的也有聯網型的。簡單而言，門禁控製器就是集門禁控製板、讀卡器於(yu) 一體(ti) 的機器，高檔點的還包括鍵盤跟顯示屏，隻需要接上電源就可以當完整的門禁係統使用了。

門控製器的分類：

1、按照門控製器和管理電腦的通訊方式分為(wei) ：RS485聯網型門控製器、TCP/IP網絡型門控製器、不聯網門控製器。

1）不聯網門控製器，就是一個(ge) 機子管理一個(ge) 門，不能用電腦軟件進行控製，也不能看到記錄，直接通過控製器進行控製。特點是價(jia) 格便宜，安裝維護簡單，不能查看記錄，不適合人數量多於(yu) 50或者人員經常流動（指經常有人入職和離職）的地方，也不適合門數量多於(yu) 5的工程。

2）485聯網門控製器，就是可以和電腦進行通訊的門禁類型，直接使用軟件進行管理，包括卡和事件控製。所以有管理方便、控製集中、可以查看記錄、對記錄進行分析處理以用於(yu) 其它目的。特點是價(jia) 格比較高、安裝維護難道加大，但培訓簡單，可以進行考勤等增值服務。適合人多、流動性大、門多的工程。

3）TCP/IP網絡門控製器，也叫以太網聯網門禁，也是可以聯網的門禁係統，但是通過網絡線把電腦和控製器進行聯網。除具有485門禁聯網的全部優(you) 點以外，還具有速度更快，安裝更簡單，聯網數量更大，可以跨地域或者跨城聯網。但存在設備價(jia) 格高，需要有電腦網絡知識。適合安裝在大項目、人數量多、對速度有要求、跨地域的工程中。

2、按照每台控製器控製的門的數量可以分為(wei) ：單門控製器、雙門控製器、四門控製器及多門控製器。

3、控製器根據每個(ge) 門可接讀卡器的數量分為(wei) ：單向控製器、雙向控製器。

注：如果一個(ge) 門，進門刷卡，出門按按鈕，控製器對於(yu) 每個(ge) 門隻能接一個(ge) 讀卡器，叫單向控製器。

如果一個(ge) 門，進門刷卡，出門也刷卡（也可以接出門按鈕），每個(ge) 控製器對於(yu) 每個(ge) 門可以接兩(liang) 個(ge) 讀卡器，一個(ge) 是進門讀卡器，一個(ge) 是出門讀卡器，叫雙向控製器。

電動汽車

電動汽車控製器是用來控製電動車電機的啟動、運行、進退、速度、停止以及電動車的其它電子器件的核心控製器件，它就象是電動車的大腦，是電動車上重要的部件。電動車主要包括電動自行車、電動二輪摩托車、電動三輪車、電動三輪摩托車、電動四輪車、電瓶車等，電動車控製器也因為(wei) 不同的車型而有不同的性能和特點。

*設計技術：*的電流控製算法，能適用於(yu) 任何一款無刷電動車電機，並且具有相當的控製效果，提高了電動車控製器的普遍適應性，使電動車電機和控製器不再需要匹配。

恒流控製技術：電動車控製器堵轉電流和動態運行電流**，保證了電池的壽命，並且提高了電動車電機的啟動轉矩。

自動識別電機模式係統：自動識別電動車電機的換相角度、霍爾相位和電機輸出相位，隻要控製器的電源線、轉把線和刹車線不接錯，就能自動識別電機的輸入及輸出模式，可以省去無刷電動車電機接線的麻煩，大大降低了電動車控製器的使用要求。

隨動abs係統：具有反充電/汽車EABS刹車功能，引入了汽車級的EABS防抱死技術，達到了EABS刹車*、柔和的效果，不管在任何車速下保證刹車的舒適性和穩定性，不會(hui) 出現原來的abs在低速情況下刹車刹不住的現象，*不損傷(shang) 電機，減少機械製動力和機械刹車的壓力，降低刹車噪音，大大增加了整車製動的安全性；並且刹車、減速或下坡滑行時將EABS產(chan) 生的能量反饋給電池，起到反充電的效果，從(cong) 而對電池進行維護，延長電池壽命，增加續行裏程，用戶可根據自己的騎行習(xi) 慣自行調整EABS刹車深度。

電機鎖係統：在警戒狀態下，報警時控製器將電機自動鎖死，控製器幾乎沒有電力消耗，對電機沒有特殊要求，在電池欠壓或其他異常情況下對電動車正常推行無任何影響。

自檢功能：分動態自檢和靜態自檢，控製器隻要在上電狀態，就會(hui) 自動檢測與(yu) 之相關(guan) 的接口狀態，如轉把，刹把或其它外部開關(guan) 等等，一旦出現故障，控製器自動實施保護，充分保證騎行的安全，當故障排除後控製器的保護狀態會(hui) 自動恢複。

反充電功能：刹車、減速或下坡滑行時將EABS產(chan) 生的能量反饋給電池，起到反充電的效果，從(cong) 而對電池進行維護，延長電池壽命，增加續行裏程。

堵轉保護功能：自動判斷電機在過流時是處於(yu) *堵轉狀態還是在運行狀態或電機短路狀態，如果過流時是處於(yu) 運行狀態，控製器將限流值設定在固定值，以保持整車的驅動能力；如電機處於(yu) 純堵轉狀態，則控製器2秒後將限流值控製在10A以下，起到保護電機和電池，節省電能；如電機處於(yu) 短路狀態，控製器則使輸出電流控製在2A以下，以確保控製器及電池的安全。

動靜態缺相保護：指在電機運行狀態時，電動車電機任意一相發生斷相故障時，控製器實行保護，避免造成電機燒毀，同時保護電動車電池、延長電池壽命。

功率管動態保護功能：控製器在動態運行時，實時監測功率管的工作情況，一旦出現功率管損壞的情況，控製器馬上實施保護，以防止由於(yu) 連鎖反應損壞其他的功率管後，出現推車比較費力的現象。

防飛車功能：解決(jue) 了無刷電動車控製器由於(yu) 轉把或線路故障引起的飛車現象，提高了係統的安全性。

1+1助力功能：用戶可自行調整采用自向助力或反向助力，實現了在騎行中輔以動力，讓騎行者感覺更輕鬆。

巡航功能：自動/手動巡航功能一體(ti) 化，用戶可根據需要自行選擇，8秒進入巡航，穩定行駛速度，無須手柄控製。

模式切換功能：用戶可切換電動模式或助力模式。

防盜報警功能：*設計，引入汽車級的遙控防盜理念，防盜的穩定性更高，在報警狀態下可鎖死電機，報警喇叭音效高達125dB以上，具有*的威懾力。並具有自學習(xi) 功能，遙控距離長達150米不會(hui) 有誤碼產(chan) 生。

倒車功能：控製器增加了倒車功能，當用戶在正常騎行時，倒車功能失效；當用戶停車時，按下倒車功能鍵，可進行輔助倒車，並且倒車速度高不超過10km/h。

遙控功能：采用良好的遙控技術，長達256的加密算法，靈敏度多級可調，加密性能更好，並且*重碼現象發生，很大地提高了係統的穩定性，並具有自學習(xi) 功能，遙控距離長達150米不會(hui) 有誤碼產(chan) 生。

高速控製：采用的為(wei) 馬達控製設計的單片機，加入全新的BLDC控製算法，適用於(yu) 低於(yu) 6000rpm高速、中速或低速電機控製。

電機相位：60度120度電機自動兼容，不管是60度電機還是120度電機，都可以兼容，不需要修改任何設置。

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