基于单片机的电动自行车控制系统研究本科毕业论文

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1、. . . . 本科毕业设计（论文）基于单片机的电动自行车控制系统研究 . . . 毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示意。 作者签名： 日期： 毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解*学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论

2、文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分容。的论文（设计）在解密后适用本规定。 作者签名： 指导教师签名： 日期： 日期： 注 意 事 项1.设计（论文）的容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印

3、件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订摘 要电动自行车以零污染、高效率、低噪音、轻便美观等特点被认为是真正的“绿色交通工具”，特别适合在人口较集中

4、的大中城市中使用，但目前市场上的电动自行车还存在着一些不够完善的地方，尤其是电机控制方面需要进一步的提高。无刷直流电动机是电动自行车的主要部件，实现对电动自行车的控制既是对无刷直流电机的控制，单片机控制的无刷直流电动机调速系统适用于电动自行车等小功率的工作情况。并能将多余的电能回溃。该系统具有调速性能好、功率因数高、节能、体积小、重量轻等优点。 本设计是基于AT89C51单片机实现对无刷直流电机的控制，控制电动机的运行速度，对其过流、欠压进行设定保护以及对无刷直流电机、蓄电池进行刹车保护。该设计结构简单、性能可靠、使用方便。关键词 无刷直流电机，单片机，ADC0808,电动自行车ABSTRAC

5、TElectric bicycle with zero pollution, high efficiency, low noise, light and beautiful features considered the true green transportation, is particularly suitable for use in the higher concentration of the big city, but the electric bicycle on the market still exist some imperfect places, especially

6、 for motor control aspects need to be further improved. Brushless DC motor is the main component of electric bicycle, electric bicycle control is the control of the brushless DC motor, working condition control of Brushless DC motor speed control system applicable to electric bicycles and other smal

7、l power. And the excess power back. This system has the advantages of good speed performance, high power factor, energy saving, small size, light weight etc.This design is AT89C51 single chip microcomputer to control based on brushless DC motor, speed control motor, the over-current protection, unde

8、rvoltage protection and the setting of the brushless DC motor, battery brake protection. The design of simple structure, reliable performance, easy to useKey words Brushless DC motor, MCU,ADC0808, Electric Bicycle目 录摘 要IABSTRACTII1 绪 论11.1 课题背景11.1.1 引言11.1.2 电动车的现状与发展前景21.2 直流无刷电动机在电动车的应用51.3 MCS-5

9、1 单片机简介71.3.1 MCS-51系列单片机71.3.2 MCS-51系列单片机部结构81.3.3 MCS-51系列单片机外部引脚说明102 电动自行车控制系统的设计方案122.1 控制器硬件设计122.1.1 控制器硬件系统122.2控制系统电路设计132.2.1 控制电路132.2.2 显示电路162.2.3 最小系统162.2.4 驱动电路172.3保护电路182.3.1 过流、欠压保护电路182.3.2 刹车保护电路193 软件设计193.1 程序流程框图193.2 子程序流程图21结论23参 考 文 献24附录：程序26致 321 绪 论1.1 课题背景1.1.1 引言当前，随

10、着保护环境、节约能源的呼声日益高涨，无污染、能源多样化配置的新型交通工具引起了大家的广泛关注，同时也得到了极发展，电动自行车便是其中之一，所谓电动车是指利用蓄电池的电能来驱动轮转动，它不依赖石油制品作燃料，具有无污染、噪声低、能效高、操作维修简便、可利用夜间电力需求的低谷给蓄电池充电等特点。尤其是它与燃油车相比，可减少排污量97%，能源利用率高。据有关专家测算，其能量转换和利用率要比耗油的汽车高出近一倍。因此单位路程所耗费用也较低，是改善城市环境污染和节能的理想交通工具，故又称为“绿色车辆”。电动车在运行中消耗的电能可以从多种能源转化而来，如煤、风力、太阳能、地热、生物能、核能、石油等，其中有

11、些能源（太阳能、地热等）在地球上可以说是取之不竭的，有效地改变了汽车动力对有限石油资源的依赖。虽然电动车目前还存在不少缺点待克服，如一次充电后连续行驶里程短、一次投入成本高及充电时间长等。但它将成为未来交通工具中理想动力源之一是不容置疑的。电动自行车具有两个车轮，是以蓄电池、锂电池等电能作为辅助能源。能实现人力骑行、电动或电助动功能的特种自行车。电动自行车的型号以TD特种自行车种类的电动自行车类冠号。虽然具有普通自行车的外表特征，但是主要的普通自行车的基础上，装置了电机、控制器、电池、转把闸把等支配部件和显示仪表系统的机电一体化的个人交通工具。近几年来，汽车节能日渐受到重视，如美国原来规定一般

12、轿车每100km耗油标准为0.85L，1995年后，要求油耗降到.072L。而汽车上各种电动机的能源均来自油耗。因此要求汽车中所使用的各种电动机均要改善性能、提高效率。为此，电动机中永磁材料将采用高性能钕铁硼（NdFeB）取代铁氧体，以减少体积和重量，提高效率；采用扁平盘式结构以减少空间，提高出力；采用直流无刷电动机，消除火花干扰，降低噪声，延长寿命，便于集中控制。因此，直流无刷电动机肯定是其发展方向。主动力源电动机是指以它为主要动力来驱动汽车、摩托车前进的电动机。由于石油危机和世界各国对环境污染的重视，纷纷投入电动机的研制和生产。从上个世纪开始电动车便采用无刷直流电机进行控制，到如今控制发展

13、过程经历了两个时期：一、无刷电动机控制芯片控制电动自行车的硬件控制器，这种电路并不复杂，但是由于其价格比较高昂且占用空间过大，因而逐渐被淘汰。这阶段的控制芯片的主要有摩托罗拉的MC33033、MC33035等。二、以单片微型计算机为主要控制芯片时期，微控制器的应用使电动车控制器设计相对于纯硬件控制器设计更加灵活，功能更丰富，因此如今电动车大多采用单片机控制。1.1.2 电动车的现状与发展前景电动自行车的出现是自行车的一次革命，是自行车的升级换代产品，它实现了自行车的电动或电助动。电动自行车自20世纪70年代开始研制，随着技术发展，特别是电机、电池、微电子传感器等技术的发展，在90年代实现了商品

14、化。日本是电动自行车商业化较早的国家之一，日本和欧洲国家开发的产品基本都属于“智能型”，是一种真正意义上的电动助力自行车。其电机的停、转由带位移传感器和力矩传感器的微电脑控制系统控制，即只有脚踩时才能获得电机的助动。这种助动可使车速和安全性能获得有效控制，这是很科学的。我国电动自行车的发展与国外基本同步，且拥有独立自主的技术优势，比如在20世纪80年代中期在摩托车热的同时，国市场也出现并销售了一批电动摩托车。随着电器、电子、微电机等领域的技术发展和提高，出现了高能永磁材料。随着镉镍电池、全密封免维护铅酸蓄电池等技术的成熟，电动自行车进入了一个快速发展时期。我国电动自行车工业虽然起步较晚，但是在较高的起点上开始的，它符合社会发展规律（节能、环保），满足人们的需要，因此也带来了产业本身的效益。其实电动车的发展史比燃油汽车更长，世界上第一辆机动车就是电动车。21世纪是呼唤绿色环保的时代，以实现社会可持续发展。我国石油资源比较欠缺，燃油与尾气的排放污染又是未来大中城市大气污染的主要污染源。因此，发展电动车是我国未来的发展方向。并且有望成为21世纪的重要交通工具。 交通拥挤、环境保护、空气质量等影响人类乃以生存的地球时, 改善城市