基于单片机的直流电动机控制系统是一款针对新能源汽车驱动系统而开发的系统，利用KEA128单片机实现了直流电动机的变向和变速控制。该系统采用电流闭环控制的PID算法，提升了系统的实时性，并确保了系统的鲁棒性。通过仿真和实验对提出的转矩控制策略进行了测试和验证。
系统的工作流程可以概括为初始化、参数设置、信号采集与处理、故障诊断、显示故障码、故障排除、正常工作等几个阶段。在这个过程中，单片机负责采集传感器信号，将模拟信号转换为数字信号，然后进行处理判断。如果一切正常，系统会控制输出适宜电流，通过功率晶体管驱动电路，控制电动机的转速和转向。如果出现故障，系统会在故障诊断后显示故障码，并需要人为干预进行故障排除。
系统的硬件部分主要包括单片机、传感器、功率晶体管组成的逆变器以及直流电动机。软件部分则负责实现数字信号的采集和电动机速度的调节，这通常通过脉冲宽度调制（PWM）来实现。软件部分还涉及了控制电路、功率驱动电路、电源电路等电路模块的设计，以确保电动机根据给定的脉冲信号工作，并具有过流保护等安全特性。
KEA128单片机控制系统系列微控制器是基于ARM Cortex-M0+内核的系列位微控制器，适合高可靠性的工业和运输应用。这类控制器能够提供长期供货支持，并具备低功耗、高兼容性、能够在高温环境下工作，辐射排放低，并具有良好的EMC/ESD保护特性。KEA128还内置了过流和过压保护功能，因此不会因为过载而损坏，保证了系统的性能稳定和高安全级别，使其成为优秀的汽车级芯片。
软件设计方面，PID算法的核心在于比例、积分、微分三个环节对控制的调节作用。具体算法工作过程可以分为若干步骤：开始时系统进行初始化，然后采集和处理AD信号，接着根据信号控制直流电源和电机，并通过功率晶体管驱动电路对电动机进行驱动。
硬件设计方面，系统主要由单片机、多个传感器、由MOSFET组成的逆变器以及直流电动机组成。功率晶体管是双极性大功率器件，具有控制方便、开关速度高的特点。功率晶体管驱动电路在设计时要考虑到控制信号的传输、电压与电流的转换以及驱动信号的放大。
在系统的调试和测试阶段，故障诊断与处理是一个重要的环节。系统需要能够实时监测各项参数，一旦检测到异常，能够迅速地进行故障诊断，并通过显示屏显示出相应的故障码，以便操作人员进行干预和排除故障。
总结来说，基于单片机的直流电动机控制系统是新能源汽车领域中一项重要的技术应用，它不仅改善了直流电动机的控制精度和响应速度，而且还提高了系统的整体可靠性。通过持续的仿真和实验测试，该系统在实际应用中能够满足新能源汽车对高效率、高性能及高安全性的要求。
