硬件实现整个控制器的硬件系统框如示。整个系统由3部分组成：ST7MC及其外围电路、IRS2003MOSFET驱动桥、6个功率MOSFET组成的开关矩阵。硬件系统框图ST7MC对电机的控制主要由片内的MTC控制器来完成。无刷直流电机内的3个霍尔元件检测出当前转子的位置，并将此信号传输给ST7MC产生中断，ST7MC根据传来的霍尔信号查表，找出下一时刻应该通电的2相，经由MCOx端送给MOSFET驱动桥IRS2003，由IRS2003控制MOSFET的导通驱动电机旋转。同时将此时的电源电压值、回路电流值、转速值、占空比经RS232传给上位机或显示屏，供用户调试或作为指示用。
电压检测主要是通过功率电阻分压来检测蓄电池的当前电压，让检测到的电压值与欠压值比较。过流保护分2种情况：一是电机运行电流不能超过额定值，此情况是对下臂MOSFET的漏极电流进行采样，放大一定倍数后与参考电压比较，如果取样电压大于参考电压，则将PWM占空比按设定的比例下降，达到减小回路电流的目的；二是电机启动时或意外故障时的大电流保护。温度检测通过热敏电阻对控制器的环境温度进行监控，以确保控制器芯片工作在允许温度。刹车输入是将外部刹车电信号作为优先级最高的中断，只要有刹车信号输入，ST7MC将停止PWM输出，并一直查询刹车信号和转速，直到刹车信号消失，再按此时的转速给出PWM，驱动电机继续旋转。ICC接口是ST7MC的编程和调试接口，连接到次接口的几个芯片管脚都是复用型的，使得即使是32管脚的芯片封装也有充足的引脚供使用。IRS2003是1020V供电的高电压高速半桥MOSFET驱动芯片，通过它的自举功能可以驱动一对MOSFET，它的2路驱动输出最大驱动电压可达到200V，8脚SOIC封装最大限度地减小了占板面积。IRS2003的LIN引脚是反向输入，所以ST7MC在输出信号到此引脚的时候需先反向。MOSFET采用STMicroelectronics公司的耐压75V，承受电流达80A的STP75NF75.IRS2003到STP75NF75的详细连接图如所示。D2、R1组成了T1关断后的门级电流回路；R3的作用同样是让T1关断后栅极电压迅速降为零；D1、C2分别为IRS2003的自举二极管和自举电容。
MOSFET驱动电路3无刷直流电机控制系统软件设计软件流程图如所示，整个软件设计可以划分为上电检测、闭环调速、条件判断、停机4大部分。主程序每次循环都首先检测蓄电池电压，每次调速结束后都检测是否有停止信号。过流中断在程序里区分为2种情况：1类过流中断。当前电流超过了额定工作电流，但小于设定的故障电流，此时只需减小PWM输出即可达到降低回路电流的目的。2类过流中断。当前电流超出设定的故障电流值，此时不断检测电流并计时，如果时长超过2min则停机。避免了因偶然原因导致电流突然增大立即停车，使得整个系统更加人性化。闭环调速内嵌1类过流的解决方法。每次进入闭环速度调节都先计算当前转速，然后判断是否过流，再进行速度闭环调节，当速度达到给定速度且不过流时即退出闭环调速。这样整个系统就能保证在一个稳定的环境下工作，保证了可靠性。
结束语实验样机为48V/350W电动车用无刷直流电机，供电电源为额定电压48V电动车用蓄电池。实验结果表明，此基于ST7MC的无刷直流电机控制方案能满足电动自行车的驱动要求，且采用分离元件控制方案，信号转变及信号流程清晰，安装维护简便，有很好的市场前景。
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