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1、 成绩： 分 湖南科技大学课程设计名称： 专业综合课程设计 题 目： 通用电动车行驶状态监测仪 学生姓名： 黄志恒 专 业： 测控技术与仪器 班 级： 一班 学 号： 1003030113 指导教师： 戴巨川 日期：2014年 01 月 09 日机电工程学院课程设计说明书湖南科技大学机电工程学院课 程 设 计 任 务 书课程设计名称专业综合课程设计课程设计题目通用电动车行驶状态监测仪学 生 姓 名黄志恒年级四专业测控技术与仪器学号1003030113指 导 教 师戴巨川单位湖南科技大学机电工程学院课程设计起止日期201312.232014.1.11设计内容：1、硬件电路设计2、软件设计 （1和
2、2共3人）3、原理图仿真（参数分析）与PCB板设计4、电源电路设计任务与要求：记录电动车已经行驶路程，当前行驶速度，根据单位里程内耗电量预测电动车可行驶路程，少于N公里报警。主要参考资料：1 山东GS公司. Myty Seal MSE系列铅蓄电池说明书Z. 1998.2 美. 科蒂斯(CURTIS) 仪器公司. 关于电池电量监控仪表说明书Z. 1998.3 北京卫信杰科技发展有限公司. LCM103说明书Z. 1998.4 武汉力源. TLC1543、X24C45 说明书Z. 摘要论文以通用电动车行驶状态参数监测为开发背景，以意法半导体公司的STM32F030R8T6 芯片为控制核心，实现了通
3、用电动车在行驶过程中的速度检测、行驶里程的计算以及电动车电瓶的剩余电量值，并根据剩余电量值预报电动车的剩余行驶里程，然后通过人机交互界面进行参数的实时显示。在设计工程中主要完成了电源电路设计，微处理器基本工作电路设计，以光电门为传感器的行驶速度和行驶里程检测电路设计，基于A/D转换的电瓶电量检测电路，实时时钟电路设计，按键及TFT LCD液晶显示电路设计。最后，在硬件系统上通过软件编程实现了设计的验证。关键字: STM32F030R8T6；速度、里程检测；电量监测；剩余路程预报。NotePaper with general background for the development of e
4、lectric vehicle driving state parameter monitoring, to stmicroelectronics company STM32F030R8T6 chip as the core to realize the general electric vehicle in the process of driving speed detection, mileage calculation, and the remainder of the electric vehicle battery power value, and according to the
5、 residual electricity quantity forecast the remainder of the electric car mileage, and then through the human-computer interaction interface parameters real-time display.In design engineering mainly completed the power circuit design, basic working circuit design, microprocessor based on photoelectr
6、ic door sensors detect the speed and mileage circuit design, battery power detection based on A/D conversion circuit, real-time clock circuit design, buttons and TFT LCD liquid crystal display circuit design.Finally, on the hardware system through software programming to achieve the design verificat
7、ion. Key words: STM32F030R8T6; Speed,mileage detection; Power monitoring;The remaining distance forecast.目录第一章 绪论1第二章 通用电动车行驶状态监测仪总体方案设计22.1 总体设计方案22.2 控制芯片选择32.3 STM32F030R8T6 的特点和资源32.4 通用电动车行驶状态监测仪各功能模块4第三章 通用电动车行驶状态监测仪硬件设计53.1 STM32F030R8T6 基本外围电路设计53.2 电源电路设计73.3 按键和TFT LCD显示模块电路设计模块电路设计83.4 红外
8、光电检测模块电路设计93.5 电池电量检测模块电路设计9第4章 通用电动车行驶状态监测仪软件设计104.1 开发环境MDK 5.0介绍114.2 各模块初始化程序的设计114.3 上电自检程序的设计134.4 GUI 函数设计144.5 MAIN函数设计15第5章 设计总结及体会17参考文献 18附件一 作品实物图19附件二 作品总电路原理图20第1章 绪论在新电池和驱动机械马达技术日益成熟的发展之下，电动车已成为未来交通工具的主流趋势。在电动车领域，海外发展较早的要数日本、奥利地、德国、台湾等国家和地区。电动车是以蓄电池作为主要能源来源，具有其他交通工具不可替代的优势。 据全国各大城市的市民
9、需求调查，高达76%的市民有将电动车作为代步交通工具的需求。电动车行车监测仪安装在电动车上是电动车的一个重要应用。它能精确显示时速、指示电能状态等。监测仪的这些功能使用户可以便利有效地维护电动车的使用同时为广大电动车提供了其驾驶活动的反馈信息带来人身安全的行车保障对保障道路交通安全起到了直接的作用。 1.1 电动自行车行车监测仪的发展 今后，电动车是一个大有可为的主流产业，在我国有很大的市场潜力。无论从环保角度还是从能源角度来看，未来的电动汽车都需要有一个大的发展，可能成为未来新的经济增长点。 然而，目前市场上的一些电动车，控制面板显示的内容比较简单，功能单一，不具备电动车剩余路程预报，不能很
10、好的反映当前的行车状态，给使用者带来较大不便。举个简单的例子来说，目前的电动车没有电动车剩余路程显示这样的功能，我们在驾车时便无法直观的了解当前的车量还能行驶多少路程，容易造成车辆行走的半路上没电而抛锚，甚至造成安全事故。因此完善的电动车监测仪的功能已成为人们的急切要求。 同时，完善电动车监测仪的功能也在无形中增加了电动车行业的市场竞争力，起到一个良性的循环。 1.2 本文的研究内容 本文研究的主要内容是电动车行车监测仪的设计。监测仪具备有以下功能 时速、累计总里程数存储与显示。 电能状态指示目前剩余电量。 剩余电量可行驶路程预报。 在学习和借鉴国内外在电动车监测仪领域已有的成熟经验的基础上以
11、32位单片机 STM32F030R8T6 为核心对以上各功能提出整体的解决方案,力争使本产品做到操作简便,性能稳定耐用同时尽可能降低成本,增加市场竞争力。 第2章 总体方案设计 本章着重介绍了通用电动车行行驶状态监测仪的系统总体框架，以及器件选型。系统可分为7个模块，分别为电源模块、微处理器最小工作系统、速度检测模块、电量检测模块、数据存储、时钟模块、键盘和TFT LCD液晶显示模块。 2.1 总体设计方案STM32F030R8T6微处理器光电门速度检测单元键盘和LCD显示单元EEPROM数据存储单元电池电量检测单元电源模块RTC实时时钟模块 图2-1 系统整体框图 此电动车行车监测仪安装在电
12、动车上。具有时速显示、里程数显示、剩余电能状态指示、剩余可行驶路程显示等一系列功能。为广大电动车提供了其驾驶活动的反馈信息为其带来最大程度行车安全的保障，并且便于电动车的日常维护。主要工作流程见下：1、 时速的测量：使用红外光电传感器实现。车轮每转动45光电传感器向核心部分STM32F030R8T6微处理器发出一个脉冲信号。微处理器使用定时器记录一定时间内的脉冲总数，做出相应处理，得出时速并显示。此处处理的过程需要用到车轮尺寸这个量，然而不同的电动车车轮尺寸大小不同。所以监测仪支持车轮尺寸的手工设定，通过使用键盘输入实现此项功能的设定。以适用于不同电动车的使用需求。 2、 里程数的测量：建立在
13、测得的时速之上。结合已经测得的时速以及定时器的定时长度，累计得到行车里程数显示。 并使用EEPROM进行存储。保证每次电动车断电后上一次的行车里程数量不会丢失进行累加。 3、 电能状态的指示，通过STM32F030R8T6微处理器内部的AD模块采集电池的输出电压，并结合电池参数计算电池的剩余电量并通过TFT LCD进行显示和预警。4、 剩余行驶路程预报：建立在测得的剩余电量的基础之上。结合已经测得的剩余电量，以及电动车的电动机平均功率，计算得到剩余行车路程数显示。 2.2 控制芯片选择处理器作为一个控制系统的核心。现在市场比较通用的51系列单片机，51系列技术比较成熟，应用比较广泛，网上资源较多。但此系列单片机是8位机，处理速度不是很快，资源不
