智能电动自行车调速控制系统毕业设计说明书.doc

1 绪论 电动车比燃油车有更长的发展史。世界第一辆机动车就是电动车而不是燃油车。起初燃油汽车技术快速发展，电动车却未能在能源和行驶里程的研究上取得突破性成果。在上世纪20年代初到80年代末这段时间里，电动车一直没有得到重视。自从进入70年代以后，中东石油问题爆发并且人类逐渐认识到环境问题日益加重，电动车的研究再次成为人类关注的热点。 近年来，许多国家投入了大量资金和人才到电动车开发研究领域。因此电动车的技术发展也获得了巨大成果。虽然电动车的能源和行驶距离方面至今还没有得到令人非常满意的突破，但是电动车的前景依然值得人们继续不断的开发和改善相关技术。 现代社会的不断发展，，为当今世界电动车在能源和的，的，电动车仍然激励着地新型电动车，其性能，能源和环境人类，。，世界各国的政府、学术、工业在加大对电动车开发的投资力度，电动车商品化。虽然目前电动车在能源和行驶方面还未能，但满足人们基本。从技术的来看，在漫长而艰难的历程后，电动车的技术突破，有望成为世纪的重要交通工具。 我国，在长时期内，自行车仍将是老百姓出行的交通工具。近年来人民生活水平提高，一种蓄电池为的自行车其轻便、安全、省时省力、低能耗、零排放、低噪音、有利于创造绿色人居环境等优点，越来越受到人民群众的喜爱。在的城乡，电动自行车越来越，大有取代传统自行车的趋势。电动车的基本要求电动车的运行，一般的工业应用，复杂。因此，对驱动系统。电动车用电动机应瞬时功率大，过载能力强、加速性能好，使用寿命长的特点。电动车用电动机的调速范围应。在恒转矩区，低速运行具有大转矩，起动和爬坡的；在恒功率，低转矩具有高的速度，车在平坦的路面高速行驶的要求电动车电机应能够在时实现，，在车上是不能实现的。2 总体方案论证 总体方案论证部分选取了两个方案进行比较，一个方案是采用PSOC单片机来实现电动车是使用STC89C52单片机实现课题要求的方案。 关于通过PSOC单片机来实现电动车调速系统的设计，单片机产生PWM脉冲信号来完成信号检测、控制系统的任务采用霍尔元件检测电动机所在的位置信号与当前转速，用场效应管MOSFET进行功率转换。 PSC片上系统具有很灵活的特性，控制效果可以达到很好的程度，并且可以增加系统的可靠性、安全性以及快速性。PSOC单片机通过霍尔元件测出频率，经过换算以后间接得到电机转速。 电机刚开始启动时，速度变化快，电流信号大，得到较高的输出占空比，电动机所得到的电压提高这样可以使电动机在启动的一段时间内拥有一个较高的启动转矩，但这是电流输入信号需要被限制从而可以减少因启动电流太大而导致电动机损坏。该控制系统原理框图如图2.1所示。 图2.1 调速系统框图 电压调速的实现方法有多种，在应用单片机输出控制信号进行调速的场合，比较便于实现而且调整性能良好的是脉冲宽度调制（PWM）技术。系统框图如图2.2所示。 图2.2 系统框图 220V电压经过变压器调整过后变为12V电压，在经过L7805三端稳压器以后，可以输出单片机工作所需要的+5V的电压，作为工作电源。电路中电容用来补偿频率这样可以防止稳压器产生过多的，而且这样也可以减少电路产生的高频干扰。二极管用来起保护作用，电解电容具有较大容量，这样可以降低稳压电源输入电路以后产生的低频干扰当输入端因为不可预知的原因而短路的时候，二极管可以给电容一个放电通路。 LCD1602液晶显示，1602液晶1602字符型液晶，数字、字母、符号型液晶模块。STC89C52是具有损耗小，性能好的CMOS八位微处理器，片内有8K的快速写入可重复编程的存储器。MCS-51作为STC89C52的核心，并且做了很多更新改良，这样使STC89C52具备了更多的功能。STC89C52拥有方便的8位处理器以及可在系统可编程Flash。STC89C52有高灵活度、高效率的特点系统。 3 硬件电路设计 硬件电路设计主要分为电源电压转换电路、电动机驱动电路、电动机调速、液晶显示电路、速度控制电路几大部分。具体的各部分电路以及所用到的芯片和元件将会在各个部分中详细进行介绍。 3.1 电源电路 单片机所需要的+5V电源需要通过三端稳压器LM7805将12V电源转换以后得到。选用LM78/LM79系列三端稳压电源，可以极大地减少外围电路的元件。在芯片内部电路有过流和过热的保护电路。这一系列的集成稳压型号中，LM78XX其中XX表示的是经过三端稳压器输出来的电压大小。例如LM7808的含义就是三端稳压输出电压为正8V，LM7910含义是三端稳压输出电压为负10V。LM78XX系列输出电压分别有：5V、6V、8V、9V、10V、12V、15V、18V、24V。电源电路图如图3.1所示。 图3.1 电源电路图 220V电压经过变压器调整过后变为12V电