基于80C51单片机为控制器的电动自行车.doc

摘 要 本文设计了以80C51单片机控制与电路用光耦完全隔离以避免干扰。控制上采用分时复用技术实现信号采集，电机控制。永磁无刷直流电动机Abstract The single chip microcomputer (SCM) 80C51 is used as the control center of the design of electric bicycle. The speed is regulated through Pulse Width Modulation (PWM) accordi-ng to the characteristics of permanent magnet brushless direct-current (DC) motor. The motor is controlled by a relay used as switching devices to started up and stopped. The speedis measured through a hall sensor, and then displayed dynamically in 8-led-digital tube. The hardware circuit diagram of the system is drew with the protel99se software. Controlcenter is completely isolated from motor drive circuits by an optical coupler (OC) to avoid i-nterference. Time division multiplex access (TDMA) is adoptted to control for data acq-uisition, motor control and speed display. Keywords: SCM permanent magnet brushless DC motor PWM dynamic display 目 录 第一章 绪 论 1 第二章 系统功能需求分析 3 2.1 电动自行车的工作原理 3 2.2功能分析 4 第三章 硬件电路设计 7 3.1 电源电路 7 3.1.1电源电路设计 7 3.1.2三端式稳压器78L05 7 3.2 控制电路 8 3.2.1 控制电路设计 8 3.2.2 单片机 9 3.2.3模数转换器 14 3.3 驱动电路 16 3.3.1 驱动电路设计 16 3.3.2继电器JQC-3FF 17 3.3.3光电耦合器 17 3.3.4 无刷直流电动机 19 3.3.5 PWM调速原理 22 3.4 测速电路 25 3.4.1 测速电路设计 25 3.4.2速度传感器 25 3.5 显示电路 27 3.5.1 显示电路设计 27 3.5.2八段LED数码显示器 28 3.6 超速报警电路设计 29 第四章 软件设计 31 4.1 主程序设计 31 4.2 INT0中断服务程序设计 32 4.3 TO中断服务程序设计 32 参考文献 33 致 谢 35 附录 37 第一章 绪 论 人类与环境共存和全球经济的可持续发展使人们迫切希望寻求到一种低排放和有效利用资源的交通工具它以蓄电池发出的电能作为驱动能源，以电动机作动力，具有无废气污染、“零排放”、无噪音、轻便美观等特点特别适合在人口较集中的大中城市中使用。使用电动车无疑是一种很有希望的方案。电动自行车（以下简称电动车）是以蓄电池、锂电池等电能作为辅助能源，具有两个车轮，能实现人力骑行、电动或电助动功能的特种自行车。它虽然具有普通自行车的外表特征（甚至具有摩托车的外表特征），但是主要的是，它是在普通自行车的基础上，安装了电机、控制器、电池、转把等操纵部件和显示仪表系统的机电一体化的个人交通工具。现代电动车是融合了电力、电子、机械控制、材料科学以及化工技术等多种高新技术的综合产品。整体的运行性能、经济性等首先取决于电池系统和电机驱动控制系统。第二章 系统功能需求分析 2.1 电动自行车的工作原理 单片机控制的永磁无刷直流电动机控制系统主要有：控制电路；；。从总的方面来考虑，传感器的使用应该尽量减少单片机的信号处理量，但是又必须能使车行驶自如。控制电路要根据选用的电机和传感器来设计，主要考虑稳定性，抗干扰性。控制核心采用51单片机，控制系统与电路用完全隔离以避免干扰。控制上采用分时复用技术，仅用一块单片机就实现信号采集，电机控制。 图2.1 电动车控制系统框图 其整体工作过程为： 打开电源后，单片机上电复位后，数码管显示车速为00.0。电动车开始行进，人