基于单片机的电动车控制系统设计

基于单片机的电动车控制器一．设计要求1.显示：实时显示电瓶的电量；车速2.线性调速功能：要求采用传统的手把调速方式（通过线性霍尔传感器），此处对霍尔器件的电压处理要求利用压频转换来代替A/D转换。

3.具备完善的保护功能：如过载保护、欠压保护、短路保护和防飞车等功能。

电动车控制器是用来控制电动车电机的启动、运行、进退、速度、停止以及电动车的其它电子器件的核心控制器件，它就象是电动车的大脑，是电动车上重要的部件。

微型计算机的出现给人类生活带来了根本性的变化，使现代科学研究发生了质的飞跃，单片机技术的出现给现代生活带来了一次新的技术革命。

本设计主要是设计一个由单片机控制的电动车控制器系统，操作者可通过系统的按钮控制电动车的旋转速度电量和里程。

同时为了可以直观的看出电动车的运行状态，其旋转速度和当前电量可以在数码管上显示出来。

2 总体设计方案2.1 设计思路根据电动车的工作原理可以知道，电动车控制器是通过霍尔速度转把采集信号，然后通过数模转换将信号传给单片机，利用单片机控制输出用改变功率管控制信号PWM的方法来控制电动车的转速，用霍尔元件A44E安装在车轮上，车轮每转一圈霍尔器件就会给单片机一个脉冲，单片机根据这个脉冲的频率来计算车速，另外为了保护电池当电池电压下降到一定程度的时候要有警示电路（用普通发光二极管警示）。

并且要设计配套的刹车保护、欠压保护、过流保护等保护电路。

2.1.2 电动车电机的选用目前电动车电机普遍采用永磁直流电机。

所谓永磁电机，是指电机线圈采用永磁体激磁，不采用线圈激磁的方式。

这样就省去了激磁线圈工作时消耗的电能，提高了电机机电转换效率，这对使用车载有限能源的电动车来讲，可以降低行驶电流，延长续行里程。

本设计也选用此永磁直流电机。

2.1.3设计框图如下图1。

图1总设计框图3 设计原理分析3.1、硬件设计本设计的硬件电路主要包括最小系统、时速控制电路、显示电路、驱动电路四大部分组成。

毕业设计 [论文]题目：基于单片机的智能电动小车控制系统学院：电气与信息工程学院专业：姓名：学号：指导老师：完成时间：摘要基于单片机的智能电动小车作为实现无人驾驶小汽车的方案之一,以其智能、灵活、便携、智能等优点满足了玩具小汽车发展的需要。

本文设计的智能电动小车控制系统有自动循迹的功能，能满足按预设轨道行走并完成给定任务的要求，单片机是实现电动智能小车控制系统的核心，其软硬件设计是实现循迹功能的基本要求和关键环节。

本智能电动小车在循迹方面做了相对系统化的设计，本文主要工作包括两个个方面：1.硬件设计:用红外光电传感器检测路面的黑色轨迹物，确定小车的位置和运动状态并再将检测信号反馈给单片机,单片机对采集到的信号予以分析判断，及时控制直流电机调整小车转向与行车速度。

2.软件设计：通过对AD转换、电机和循迹等模块的编程，控制硬件电路工作，实现软硬件结合，完成判断控制功能。

本设计以STC12C5A60S2单片机为核心，通过合理软硬件设计、调试，获得了较好的测试效果，样品实际工作稳定，满足实际要求。

关键词：循迹小车，单片机，红外传感器AbstractMCU based electric car of smart program as one scheme of driverless cars with its advantages like smart ,flexible and portable made intelligent toys meeting the needs of car development. This design of smart electric car with automatic tracking control system functions is to meet the preset orbit by walking and complete the given tasks. STC89C52 MCU is a core of electric smart car control system's ,its hardware and software design is to achieve the tracking function of the basic requirements and key links .The smart electric tracking car has done some thing in a relatively systematic design, this paper includes two aspects:1. Hardware design : Using infrared sensors to detect the black track pavement materials , determine the location and movement of the car and then the state detection signal feedback to the MCU, the MCU of the collected signals are analyzed to determine , in a timely manner to control a DC motor to adjust the car steering and driving speed .2. Software design : By programming the AD converter , motor and tracking modules , can control the hardware circuit, to achieve a combination of hardware and software to complete the judgment control.STC12C5A60S2 MCU is a core of the design , through reasonable hardware and software design , debugging , testing to get a better effect , sample real job stability, to meet the actual requirements.Keywords: tracking car , MCU , infrared sensors目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2智能小车的研究现状 (1)1.2.1国外概况 (1)1.2.2国内概况 (2)第二章方案设计与论证 (5)2.1 控制系统 (5)2.2 电机驱动模块 (6)2.3 循迹模块 (6)2.4 机械系统 (7)第三章硬件设计 (8)3.1总体设计 (8)3.2 STC12C5A60S2单片机控制电路 (9)3.2.1 STC12C5A60S2单片机的介绍 (9)3.2.2 时钟电路 (12)3.2.3 复位电路 (13)3.2.4 P0口外接上拉电阻 (14)3.3 TCRT5000黑色轨迹识别电路 (14)3.3.1 TCRT5000的介绍 (16)3.4 TB6612FNG电机驱动电路 (16)3.4.1 TB6612FNG的介绍 (17)3.5 升降压模块 (19)3.5.1 LM2577的介绍 (19)第四章软件设计 (21)4.1主程序流程 (21)4.2循迹子程序流程图 (23)第五章设计安装与调试 (28)5.1 PCB的设计制作与安装 (28)5.2 小车调试 (31)结论 (32)参考文献 (33)致谢 (34)附录1：主程序 (35)附录2：PCB走线图 (48)附录3：小车实物图 (50)总原理图 (51)第一章绪论1.1引言21世纪是高速发展的社会,是智能现代化的社会。

基于单片机AT89S52的电动车跷跷板的系统设计基于单片机AT89S52的电动车跷跷板的系统设计1．1 总体设计本系统采用单片机作为控制系统的主模块，实现系统控制与信号检测。

主要包括单片机模块、电机驱动模块、步进电动机、平衡检测模块、光电检测模块、液晶显示模块以及红外遥控模块。

系统通过平衡检测来判断电动车是否处于平衡状态，使电动车停留在C处附近，采用光电检测模块使电动车行驶至B处停止，采用寻黑线方法使电动车直线前行以及由末端B处能够直线后退到始端A处。

红外遥控启动系统，液晶显示各阶段用时以及温度时间。

在配重情况下通过黑线检测的方法使电动车在规定区域内的任意指定位置顺利驶上跷跷板。

此方案用平衡检测模块实现系统平衡，用寻黑线调整车身与跷跷板同向，总体设计完全达到题目要求，可行性很高。

1．2 硬件选型通过比较并结合自身优势最终选择AT89S52单片机作为本系统的核心部分。

该款单片机与MCS51系列完全兼容，易于开发调试。

其片内带有FLASH存储器且可在线下载程序，片上各种资源完全能满足本系统的要求。

本方案中选用普通反射式红外光电开关来检测跷跷板上黑线。

在没有探测到黑线时，探头输出始终保持低电平。

当检测到黑线时，输出立刻由低电平跳变到高电平。

红外光电开关送来的信号经放大整形后送单片机分析处理。

为保证小车在跷跷板上能严格地沿黑线前进和倒退，本方案共采用了前边8个探头，后面2个探头的方案。

前边8个探头可以保持小车在前进时完全保持车身在板内，高精度的转向使小车前进时距板边沿严格控制在4 cm以内；考虑到小车后退要求较简单，经实验和检测后边2个探头足以使小车保持在板内。

1．3 软件设计1．3．1 平衡检测模块方案设计方案一：采用角度传感器直接测量系统角度的变化，当角度变化不超过所定范围即认为达到平衡。

角度测量精确，灵敏度高，实时性强，构造简单。

方案二：置一装有适量水的小水罐于车上，当上坡时水体倾斜，当达到平衡状态时水体几乎水平，利用液位传感器检测液面高度实现系统平衡。

毕业设计题目：基于单片机的电动车控制系统设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

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涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：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）致谢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。

单片机与电动车技术探索电动车电控系统的设计单片机与电动车技术探索：电动车电控系统的设计随着环境保护意识的增强和能源危机的加剧，电动车作为一种清洁、低碳的替代交通工具，正逐渐受到人们的青睐。

而电动车的核心技术之一就是电控系统。

本文将通过对单片机与电动车技术的探索，分析电动车电控系统的设计。

一、单片机技术与电动车单片机作为一种微型计算机，具有面积小、功耗低、成本低等特点，广泛应用于各个领域。

在电动车领域，单片机可以充当电控系统的大脑，负责收集车辆信息、控制电机驱动、管理电池等功能。

1.电动车信息采集与处理电动车电控系统需要实时监测车辆的速度、转向、制动等状态，以及电池电量、温度等信息。

单片机能够通过传感器对这些信息进行采集，并通过相应的算法进行处理，保证系统的可靠性和安全性。

2.电机驱动控制电动车的驱动系统中，电机起着至关重要的作用。

单片机可以控制电机的启停、速度调节、转向等功能，使电机能够根据车辆的实际需求提供恰当的动力输出。

同时，单片机还可以通过PWM技术实现对电机的精确控制，提升整车的动力性能和舒适性。

3.电池管理与保护电池是电动车的能量存储装置，其管理和保护对电动车的安全和寿命具有重要影响。

单片机可以监测电池的电压、电流、温度等参数，并进行充放电控制、过流、过压、过温等保护措施，以确保电池的正常工作和使用寿命。

二、电动车电控系统的设计电动车电控系统的设计需要根据具体的车型和使用场景进行定制。

以下将从整体架构、硬件设计和软件设计三个方面来探讨电动车电控系统的设计。

1.整体架构设计电动车电控系统的整体架构包括主控制器、传感器、驱动器和通信模块等几个关键组成部分。

主控制器作为单片机的核心，可以选择性能稳定、易于扩展的型号，与其他组件进行连接并交换数据。

传感器负责感知车辆的各种信息，驱动器控制电机的运行，而通信模块可以实现与其他车辆或车载设备的无线通信。

2.硬件设计硬件设计是电动车电控系统的基础，其设计原则包括节约成本、提高可靠性和提升性能。

基于单片机的智能玩具电动车的设计与实现基于单片机的智能玩具电动车的设计与实现引言：随着科技的迅速发展，智能玩具电动车逐渐成为儿童喜爱的玩具之一。

本文将介绍一种基于单片机的智能玩具电动车的设计与实现。

通过引入单片机技术和传感器，该电动车具备了自动驾驶、避障和追踪等功能，为儿童带来更加有趣、智能化的玩乐体验。

一、设计方案本设计选择单片机作为控制核心，利用其强大的功能和灵活的编程特点，实现智能玩具电动车的各项功能。

电动车的设计包括以下几个关键要素：1. 结构设计：选择适合儿童使用的材质和外观设计，保证安全性和可操作性；2. 电机驱动：使用直流电机和电源系统，控制车辆的前进、后退和转向；3. 电源管理：利用电源管理模块和锂电池，实现对电动车的供电和电池状态的监测；4. 传感器应用：借助距离传感器和摄像头，实现智能驾驶、避障和追踪功能；5. 控制系统：通过单片机控制车辆的各项功能，收集并处理传感器数据，实现智能化控制。

二、功能实现1. 自动驾驶功能：通过激光传感器或红外传感器，检测车辆周围环境，并根据预设的路径自动行驶。

通过单片机对电机进行控制，实现智能驾驶。

2. 避障功能：借助超声波传感器，检测车辆前方障碍物的距离，一旦检测到障碍物，自动转向或停止前进，以避免碰撞。

通过单片机的程序控制，实现避障功能的自动化。

3. 追踪功能：借助摄像头传感器，实时监测车辆周围的场景，并识别出特定目标进行追踪。

通过单片机的图像处理算法，使电动车能够智能追踪目标，并保持一定距离。

4. 远程控制功能：通过手机App或遥控器，实现对电动车的远程控制，包括前进、后退、左转和右转等功能。

通过单片机的蓝牙或无线模块，与远程设备进行通信，实现远程控制功能。

三、实现细节1. 结构设计：选择轻量化的材料，确保车辆的结构坚固而稳定。

考虑儿童的使用特点，车辆外观采用可爱、吸引人的设计。

2. 电机驱动：通过单片机的PWM输出控制电机的转速和方向，实现电动车的前进、后退和转向功能。

二、系统架构
本系统由控制器、电机、驱动芯片、锂电池和按键等组成，其功能、特点如下：
（1）控制器：采用AT89S52微控制器，作为整个系统的核心控制部分。

控制器接收来自按键的信号，控制驱动芯片输出电机控制信号，从而实现对电动车的前后行驶、左右转向、加速等控制功能。

（2）电机：采用直流电机，其转速和转向可通过驱动芯片控制信号进行调节。

（3）驱动芯片：采用L298N驱动芯片，为电机提供驱动电流，并控制电机转速和转向。

L298N驱动芯片具有功率大、稳定性好等特点。

（4）锂电池：为电动车提供动力，具有体积小、能量密度高、充电效率高、自放电率低等优点。

（5）按键：用于控制和调节电动车的运行状态，包括前后行驶、左右转向、加速等操作。

三、系统设计。

单片机电动车控制应用实现电动车的驱动和控制电动车是一种环保、便捷的交通工具，近年来越来越受到人们的关注和喜爱。

为了实现电动车的驱动和控制，单片机技术被广泛应用。

本文将介绍单片机在电动车控制应用中的具体实现过程。

一、电动车驱动系统简介电动车的驱动系统由电机、电池组、控制器和传动装置等部分组成。

其中，电机是电动车的动力源，电池组则提供电能。

控制器起到连接电机和电池组的桥梁作用，实现对电动车的驱动和控制。

二、单片机在电动车驱动系统中的作用单片机作为电子控制系统的核心，承担着对电动车驱动和控制的任务。

通过编程，单片机可以实现对电机的启停、速度控制、转向控制等功能。

同时，单片机还可以通过与其他传感器的连接，实现对电动车电池状态、车速等参数的监测和反馈。

三、单片机的选择在电动车驱动系统中选择适合的单片机是非常重要的。

首先，要考虑单片机的计算能力和接口资源是否足够满足电动车的需求。

其次，要考虑单片机的功耗和稳定性是否符合要求。

最后，要考虑单片机的开发和调试工具是否便捷易用。

四、单片机编程单片机的编程是实现电动车驱动和控制的核心步骤。

通过编程，可以实现对电机的启停、速度控制、转向控制等功能。

编程需要根据具体的单片机型号和开发工具，选择合适的开发环境和编程语言。

编程时需要考虑对电机控制算法的实现，包括速度环、电流环等控制策略。

五、电机驱动和控制电机驱动和控制是电动车控制系统的关键部分。

在单片机的控制下，电机可以实现启停、正反转、速度控制等功能。

通过控制电机的转速和转向，可以实现电动车的前进、后退、转弯等动作。

此外，还可以通过控制电机的电流，实现对电动车的牵引力和行驶性能的调节。

六、电池管理系统电池组是电动车的能量存储装置，其管理对于电动车的性能和寿命具有重要影响。

单片机可以通过与电池管理系统的连接，实时监测电池的电压、电流、温度等参数，以及电池的充放电状态。

通过合理控制电池的使用和充电过程，可以提高电动车的续航里程和使用寿命。

单片机与电动车技术的结合构建智能电动车控制系统随着环境保护意识的日益增强和清洁能源的不断推广，电动车在交通领域中的地位日益重要。

然而，传统的电动车在能源利用和控制系统方面仍存在一些不足，如能源浪费、行驶安全等问题。

为了解决这些问题，单片机技术被广泛应用于电动车控制系统中，实现了电动车智能化控制的目标。

单片机是一种集成电路芯片，具有微处理器、存储器和外围设备等功能模块。

因其小巧、低功耗、可编程性强的特点，被广泛应用于各个领域，包括电动车控制系统。

利用单片机技术，可以实现对电动车各个系统的准确控制和高效管理。

首先，单片机技术可以实现电动车的能源管理。

传统的电动车能源管理系统效率较低，容易浪费能源。

而采用单片机可以精确控制电池电量的消耗，优化能源的利用效率。

通过对电池电量的监控和计算，单片机可以智能地控制电机的功率输出，使电动车在行驶过程中能够以最佳的效率工作，最大限度地延长电池寿命，提高续航里程。

其次，单片机技术可实现电动车的动力控制。

传统的电动车控制系统无法精确控制电机的输出，导致加速度和速度的变化不够平稳，容易造成行驶中的抖动和不舒适感。

通过使用单片机，可以实现对电机的精确控制和运动学模型建立，使电动车在加速、减速和转弯等操作过程中更加平稳，提高行驶的舒适性和安全性。

另外，单片机技术可实现电动车的安全控制。

电动车在行驶过程中需要面临各种复杂的交通环境和路况，对行驶安全提出了更高的要求。

借助单片机的处理能力和传感器技术，可以实现对速度、转向、制动等关键参数的实时监测和响应。

当出现危险情况时，单片机可以即时做出相应的控制指令，从而提高电动车在应对突发状况时的反应能力，保障行车安全。

此外，单片机技术还可以实现电动车的智能互联。

通过与其他设备和系统的连接，单片机可以接收和处理来自其他设备的数据，实现电动车的智能化管理。

比如，通过与GPS导航系统连接，单片机可以实现对车辆位置的实时追踪和导航功能；通过与智能手机的连接，可以实现对车辆的远程监控和操作，提高车辆的安全性和用户体验。