直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(論文)</b></p><p>　圖書分類號：</p><p>　密 級：</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本篇設(shè)計論文研究的內(nèi)容為面向電動汽車的直流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)，而單片機(jī)控制的直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)性能優(yōu)越，適用于電動

2、自行車或電動汽車的開發(fā)。這種控制方法具有調(diào)速性能好、功率因數(shù)高、節(jié)能、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　本文主要研究了利用MCS-51系列STC89C52單片機(jī)產(chǎn)生PWM控制信號從而實現(xiàn)對直流電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制的方法。PWM信號可以由單片機(jī)通過編程來得以產(chǎn)生，通過對PWM信號調(diào)節(jié)，實現(xiàn)電動機(jī)的調(diào)速、變向等功能。其中單片機(jī)程序以C語言進(jìn)行軟件編寫。系統(tǒng)中還添加了LCD液晶顯示鍵盤功能電路，使得操作更為明了，

3、系統(tǒng)更加具有人性化。這種設(shè)計方法的電路簡單，具有非常實用和值得研究的意義。此外，本文中還采用了芯片IR2110作為直流電機(jī)正轉(zhuǎn)調(diào)速功率放大電路的驅(qū)動模塊，并且采用了光耦合器作強(qiáng)、弱電間的隔離，以提高系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　　關(guān)鍵詞 直流電機(jī)；單片機(jī)；PWM</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Th

4、e contents of the thesis of this design for DC motor speed control for electric vehicle control system with microprocessor controlled DC motor speed control system performance is excellent, applies to electric bicycles o

5、r electric vehicle development. This control method has the speed performance, high power factor, energy-saving, small size and light weight advantages.</p><p>　　This paper studied the use of the MCS-51 seri

6、es STC89C52 microcontroller to generate the PWM control signal to the DC motor speed control. PWM signal can be programmed by the microcontroller to be generated by adjustment of the PWM signal, the motor speed, change t

7、o and other features. Which MCU software to write programs in C language. The system also added LCD LCD keyboard function circuit, making the operation much more straightforward, more humane. The circuit design method is

8、 simple, very u</p><p>　　Keywords DC motor; MCS - 51 single-chip;PWM</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p&

9、gt;<p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 電動汽車發(fā)展背景1</p><p>　　1.2 國內(nèi)電動汽車研發(fā)成果1</p><p>　　1.3 電動汽車對直流電機(jī)控制系統(tǒng)的基本要求1</p><p>　　1.4 電機(jī)選擇2</p><p>　　

10、2 調(diào)速系統(tǒng)的總體設(shè)計3</p><p>　　2.1 研究方法3</p><p>　　2.2 總體設(shè)計概述5</p><p>　　2.3 系統(tǒng)的框圖描述6</p><p><b>　　3 電路設(shè)計8</b></p><p><b>　　3.1電源電路8</b>&l

11、t;/p><p><b>　　3.2控制電路9</b></p><p>　　3.3電機(jī)驅(qū)動電路10</p><p>　　3.3.1 H橋電機(jī)驅(qū)動電路簡介10</p><p>　　3.3.2 主電路的驅(qū)動11</p><p>　　4 主要器件說明18</p><p>　

12、　4.1 主控芯片STC 89C52 介紹18</p><p>　　4.2無刷直流電動機(jī)19</p><p>　　4.3 LCD1602 液晶顯示器21</p><p>　　4.3.1 引腳功能21</p><p>　　4.3.2 指令說明21</p><p>　　4.3.3 內(nèi)部字符發(fā)生存儲器22<

13、/p><p><b>　　結(jié)論24</b></p><p><b>　　致謝25</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)26</b></p><p><b>　　附錄（程序）27</b></p><p><b>

14、　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 電動汽車發(fā)展背景</p><p>　　國際金融危機(jī)以來,美、歐、日、韓等發(fā)達(dá)國家都在推動汽車產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展,全球范圍內(nèi)形成了新能源汽車發(fā)展的新一輪熱潮。在所有技術(shù)創(chuàng)新中,電力驅(qū)動具有極其重要的地位,因為未來的驅(qū)動方式必須是少耗能、更環(huán)保、更具有可持續(xù)性</p><p>　　經(jīng)過10多年的努力,我國在電動汽

15、車整車技術(shù)、電池、電機(jī)、控制系統(tǒng)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢測能力、基礎(chǔ)研究以及國際合作等方面得到了長足的發(fā)展。中國新能源汽車發(fā)展之路的特色在于推廣應(yīng)用和市場開拓,在未來的5－10年,純電驅(qū)動（包括插電式、增程式）汽車將成為近期發(fā)展戰(zhàn)略的主流,燃料電池汽車將成為未來的制高點(diǎn);電池、電機(jī)、電控和相關(guān)輔助系統(tǒng)是實現(xiàn)轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)和關(guān)鍵;技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢測能力和基礎(chǔ)設(shè)施加快發(fā)展;基礎(chǔ)研究、前沿探索持續(xù)穩(wěn)定快速推進(jìn);電動汽車的市場開拓積極穩(wěn)妥、持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)展。<

16、;/p><p>　　1.2 國內(nèi)電動汽車研發(fā)成果 </p><p>　　“十五”計劃期間，中國科技部投入8.8億元全面啟動863電動汽車重大科技專項，制定了“三縱三橫”的總體研發(fā)布局：以混合動力電動汽車、純電動汽車、燃料電池汽車為“三縱”，以多能源動力總成控制、驅(qū)動電機(jī)、動力蓄電池為“三橫”，全面構(gòu)筑電動汽車的技術(shù)平臺。 </p><p>　　經(jīng)過多年的探索與努力，我國

17、在新能源汽車電池、電機(jī)、電控三大關(guān)鍵技術(shù)上相繼取得突破，并開始產(chǎn)業(yè)化。 </p><p>　　清華大學(xué)和天津清源電動車輛有限公司研制純電動轎車和純電動客車均已通過國家質(zhì)檢中心的型式認(rèn)證試驗。 </p><p>　　東風(fēng)汽車（600006）公司與武漢理工大學(xué)等籌資創(chuàng)建東風(fēng)電動車輛股份有限公司，開展混合動力汽車研發(fā)， 其開發(fā)的EQ6100HEV混合動力客車于2003年11月8日在武漢開始示范運(yùn)

18、行工作，已累計運(yùn)行14萬多公里，載客15萬人次。 </p><p>　　2004年一汽集團(tuán)和豐田汽車公司簽署協(xié)議，計劃引進(jìn)其“Prius”混合動力汽車技術(shù)，建設(shè)“綠色”汽車生產(chǎn)基地。 </p><p>　　建立了電動汽車研發(fā)的國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)平臺、測試檢驗平臺、政策法規(guī)平臺和示范應(yīng)用平臺。到目前為止，電動汽車整車產(chǎn)品13項新標(biāo)準(zhǔn)已起草完成、5項標(biāo)準(zhǔn)修訂完成、6項關(guān)鍵零部件產(chǎn)品測試規(guī)范也已確定。

19、測試電動汽車動力蓄電池、驅(qū)動電機(jī)、燃料電池發(fā)動機(jī)等部件的6個公共檢測中心和試驗平臺已分別在北京、天津、上海、大連建立起來。 </p><p>　　經(jīng)過多年的技術(shù)研發(fā)、功能性樣車試驗、示范性應(yīng)用，我國的電動汽車已經(jīng)具備了初步產(chǎn)業(yè)化條件。 </p><p>　　1.3 電動汽車對直流電機(jī)控制系統(tǒng)的基本要求</p><p>　　電動汽車的運(yùn)行與一般的工業(yè)應(yīng)用不同，非常復(fù)雜

20、。因此，對控制系統(tǒng)的要求是很高的。</p><p>　?。?）電動汽車用電動機(jī)應(yīng)具有瞬時功率大、過載能力強(qiáng)、過載系數(shù)應(yīng)為（3～4），加速性能好、使用壽命長等特點(diǎn)。</p><p>　?。?）電動汽車用電動機(jī)應(yīng)具有寬廣的調(diào)速范圍，包括恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和恒功率區(qū)。在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)，要求低速運(yùn)行時具有大轉(zhuǎn)矩，以滿足起動和爬坡的要求；在恒功率區(qū)，要求低轉(zhuǎn)矩時具有高的速度，以滿足車在平坦的路面能夠高速行駛的要求。

21、</p><p>　?。?）電動汽車用電動機(jī)能夠在減速時實現(xiàn)再生制動，將能量回收并反饋回蓄電池，使得電動車具有最佳能量的利用率，這在內(nèi)燃機(jī)得摩托車上是不能實現(xiàn)的。</p><p>　?。?）電動汽車用電動機(jī)應(yīng)在整個運(yùn)行范圍內(nèi)，應(yīng)具有高的資源利用效率，以提高1次充電得續(xù)駛里程。</p><p>　　另外，還要求電動汽車用電動機(jī)可靠性好，能夠在較惡劣得環(huán)境下長期工作，結(jié)

22、構(gòu)簡單并適應(yīng)大批量生產(chǎn)，運(yùn)行時噪聲低，價格便宜等。</p><p><b>　　1.4 電機(jī)選擇</b></p><p>　　在傳統(tǒng)有刷直流電動機(jī)中，由于電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，電刷和換向器磨損較快，一般工作1000小時左右就需更換電刷。另外其減速齒輪箱的技術(shù)難度較大，特別是傳動齒輪的潤滑問題，是目前有刷方案中比較大的難題。所以有刷電機(jī)就存在噪聲大、效率低、易產(chǎn)生故障等問題。&

23、lt;/p><p>　　永磁無刷直流電動機(jī)是一種高性能的電動機(jī)。它是由電動機(jī)本體和驅(qū)動器構(gòu)成，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。無刷直流電動機(jī)和一般永磁式有刷直流電動機(jī)相比，在結(jié)構(gòu)上有很多相近或相似之處，裝有永磁體的轉(zhuǎn)子取代有刷直流電動機(jī)的定子磁極，用具有三相繞組的定子取代電樞，用逆變器和轉(zhuǎn)子位置檢測裝置組成電子換向器取代有刷電動機(jī)的機(jī)械換向器和電刷，就得到了三相永磁式無刷直流電動機(jī)。</p><p&g

24、t;　　它的最大特點(diǎn)就是具有直流電動機(jī)的外特性而沒有刷組成的機(jī)械接觸結(jié)構(gòu)。加之，它采用永磁體轉(zhuǎn)子，沒有勵磁損耗，發(fā)熱的電樞組又裝在外面的定子上，散熱容易。因此，永磁無刷直流電動機(jī)沒有換向火花，沒有無線電干擾，壽命長，運(yùn)行可靠，維修簡便。此外，它的轉(zhuǎn)速不受機(jī)械換向的限制，如果采用空氣軸承或磁懸浮軸承，可以在每分鐘高達(dá)幾十萬轉(zhuǎn)的情況下運(yùn)行。</p><p>　　無刷直流電動機(jī)因其無電刷和機(jī)械換向器，不需要減速裝置，噪

25、聲低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電動汽車或電動自行車中。</p><p>　　2 調(diào)速系統(tǒng)的總體設(shè)計</p><p><b>　　2.1 研究方法</b></p><p>　　直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n和其他參量的關(guān)系可表示為式(2.1):</p><p><b>　　式(2.1)</b></p>&

26、lt;p>　　式中 Ua——電樞供電電壓（V）；</p><p>　　Ia ——電樞電流（A）；</p><p>　　Ф——勵磁磁通（Wb）；</p><p>　　Ra——電樞回路總電阻（Ω）；</p><p><b>　　CE——電勢系數(shù)。</b></p><p>　　由式1.1可以看出，

27、式中Ua、Ra、Ф三個參量都可以成為變量，只要改變其中一個參量，就可以改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，所以直流電動機(jī)有三種基本調(diào)速方法：(1)改變電樞回路總電阻Ra；；(2)改變電樞供電電壓Ua；(3)改變勵磁磁通Ф</p><p><b>　　1.電樞串電阻調(diào)速</b></p><p>　　他勵直流電動機(jī)拖動負(fù)載運(yùn)行時，保持電源電壓及勵磁電流為額定值不變，在電樞回路中串入不同值的

28、電阻，電動機(jī)將運(yùn)行于不同的轉(zhuǎn)速，如圖2-1所示。圖中的負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。當(dāng)電樞回路串入電阻R時，電動機(jī)的機(jī)械特性的斜率將增大，電動機(jī)和負(fù)載的機(jī)械特性的交點(diǎn)將下移，即電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行轉(zhuǎn)速降低。</p><p>　　圖2-1電樞串電阻調(diào)速機(jī)械特性</p><p>　　如圖1-1中串入的電阻值交點(diǎn)A2的轉(zhuǎn)速n2低于交點(diǎn)A1的轉(zhuǎn)速n1，它們都比原來沒有外串電阻的交點(diǎn)A的轉(zhuǎn)速n低。電樞回路串接電阻調(diào)速

29、方法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單，調(diào)節(jié)方便，缺點(diǎn)是調(diào)速范圍小，電樞回路串入電阻后電動機(jī)的機(jī)械特性變“軟”，使負(fù)載變動時電動機(jī)產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)速變化，即轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性差，而且調(diào)速效率較低。因此這種調(diào)速方法不能用于電動汽車上。</p><p>　　2. 改變電樞電源電壓調(diào)速</p><p>　　他勵直流電動機(jī)的電樞回路不串接電阻，由一可調(diào)節(jié)的直流電源向電樞供電，最高電壓不應(yīng)超過額定電壓。勵磁繞組由另一電源供電，一

30、般保持勵磁磁通為額定值。電樞電源電壓不同時，電動機(jī)拖動負(fù)載將運(yùn)行于不同的轉(zhuǎn)速上，如圖2-2所示，圖中的負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。</p><p>　　圖2-2改變電樞電壓調(diào)速機(jī)械特性</p><p>　　從圖中可以看出，當(dāng)電樞電源電壓為額定值時，電動機(jī)和負(fù)載的機(jī)械特性的交點(diǎn)為A，轉(zhuǎn)速為n；電壓降到U1后，交點(diǎn)為A1，轉(zhuǎn)速為n1；電壓為U2，交點(diǎn)為A2，轉(zhuǎn)速為n2；電壓為U3，交點(diǎn)為A3，轉(zhuǎn)速為n3

31、；電樞電源電壓越低，轉(zhuǎn)速也越低。同樣，改變電樞電源電壓調(diào)速方法的調(diào)速范圍也只能在額定轉(zhuǎn)速與零轉(zhuǎn)速之間調(diào)節(jié)。 </p><p>　　改變電樞電源電壓調(diào)速時，電動機(jī)機(jī)械特性的“硬度”不變，調(diào)速平滑性好，因此，即使電動機(jī)在低速運(yùn)行時，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變動而變化的幅度較小，即轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好。當(dāng)電樞電源電壓連續(xù)調(diào)節(jié)時，轉(zhuǎn)速變化也是連續(xù)的，所以這種調(diào)速稱為無級調(diào)速，調(diào)速效率高，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好，缺點(diǎn)是所需的可調(diào)壓電源設(shè)備投資較高。這種調(diào)

32、速的方法特性很好，可以用于本設(shè)計。</p><p>　　3. 改變勵磁電流調(diào)速</p><p>　　保持他勵直流電動機(jī)電樞電源電壓不變，電樞回路也不串接電阻，在電動機(jī)拖動負(fù)載轉(zhuǎn)矩不很大（小于額定轉(zhuǎn)矩）時，減少直流電動機(jī)的勵磁磁通，可使電動機(jī)轉(zhuǎn)速升高。他勵直流電動機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時弱磁調(diào)速，如圖2-3所示。 </p><p>　　圖2-3弱磁調(diào)速機(jī)械特性</p&g

33、t;<p>　　從圖中可以看出，當(dāng)勵磁磁通為額定值時，電動機(jī)和負(fù)載的機(jī)械特性的交點(diǎn)為A，轉(zhuǎn)速為n；勵磁磁通減少時，理想空載轉(zhuǎn)速增大，同時機(jī)械特性斜率也變大，交點(diǎn)為A1，轉(zhuǎn)速為n1；勵磁磁通減少為時，交點(diǎn)為A2，轉(zhuǎn)速為n2 。弱磁調(diào)速的范圍是在額定轉(zhuǎn)速與電動機(jī)所允許最高轉(zhuǎn)速之間進(jìn)行調(diào)節(jié)。 </p><p>　　弱磁調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單，調(diào)節(jié)方便，運(yùn)行效率也較高，適用于恒功率負(fù)載，缺點(diǎn)是勵磁過弱時，機(jī)械

34、特性的斜率大，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性差。因此，這種調(diào)速方法也是不合適的。 </p><p>　　綜上所述，我們只能通過改變電樞電壓來對電機(jī)調(diào)速。隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，全控型電力電子器件不斷進(jìn)步，電力電子器件的工作頻率不斷提高。PWM技術(shù)也越來越成熟，并應(yīng)用于多個領(lǐng)域。PWM控制技術(shù)以其控制簡單、靈活和動態(tài)響應(yīng)好的優(yōu)點(diǎn)而成為電力電子技術(shù)最廣泛應(yīng)用的控制方式，也是人們研究的熱點(diǎn)。</p><p>　

35、　PWM（脈沖寬度調(diào)制）是通過控制固定電壓的直流電源開關(guān)頻率，改變負(fù)載兩端的電壓，從而達(dá)到控制要求的一種電壓調(diào)整方法。PWM可以應(yīng)用在許多方面，比如：電機(jī)調(diào)速、溫度控制、壓力控制等等。在PWM驅(qū)動控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個固定的頻率來接通和斷開電源，并且根據(jù)需要改變一個周期內(nèi)“接通”和“斷開”時間的長短。通過改變直流電機(jī)電樞上電壓的“占空比”來達(dá)到改變平均電壓大小的目的，從而來控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。也正因為如此，PWM又被稱為“開關(guān)驅(qū)動裝置”

36、。</p><p>　　如圖1-4所示：設(shè)電機(jī)始終接通電源時，電機(jī)轉(zhuǎn)速最大為Vmax，設(shè)占空比為D= t1 / T，則電機(jī)的平均速度為Va = Vmax * D，其中Va指的是電機(jī)的平均速度；Vmax 是指電機(jī)在全通電時的最大速度；D = t1 / T是指占空比。由上面的公式可見，當(dāng)我們改變占空比D = t1 / T時，就可以得到不同的電機(jī)平均速度Vd，從而達(dá)到調(diào)速的目的。嚴(yán)格來說，平均速度Vd 與占空比D并非嚴(yán)

37、格的線性關(guān)系，但是在一般的應(yīng)用中，我們可以將其近似地看成是線性關(guān)系。</p><p>　　2.2 總體設(shè)計概述</p><p>　　單片機(jī)直流電機(jī)調(diào)速簡介：單片機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)可實現(xiàn)對直流電動機(jī)的平滑調(diào)速。PWM是通過控制固定電壓的直流電源開關(guān)頻率，從而改變負(fù)載兩端的電壓，進(jìn)而達(dá)到控制要求的一種電壓調(diào)整方法。在PWM驅(qū)動控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個固定的頻率來接通和斷開電源，并根據(jù)需要改變一個周

38、期內(nèi)“接通”和“斷開”時間的長短。通過改變直流電機(jī)電樞上電壓的“占空比”來改變平均電壓的大小，從而控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。本系統(tǒng)以89C51單片機(jī)為核心，通過單片機(jī)控制，C語言編程實現(xiàn)對直流電機(jī)的平滑調(diào)速。</p><p>　　系統(tǒng)控制方案的分析：本直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)以單片機(jī)系統(tǒng)為依托，根據(jù)PWM調(diào)速的基本原理，以直流電機(jī)電樞上電壓的占空比來改變平均電壓的大小，從而控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為依據(jù)，實現(xiàn)對直流電動機(jī)的平滑調(diào)速，并通

39、過單片機(jī)控制速度的變化。本文所研究的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)主要是由硬件和軟件兩大部分組成。硬件部分是前提，是整個系統(tǒng)執(zhí)行的基礎(chǔ)，它主要為軟件提供程序運(yùn)行的平臺。而軟件部分，是對硬件端口所體現(xiàn)的信號，加以采集、分析、處理，最終實現(xiàn)控制器所要實現(xiàn)的各項功能，達(dá)到控制器自動對電機(jī)速度的有效控制。</p><p>　　2.3 系統(tǒng)的框圖描述</p><p>　　如圖2-1所示，電路主要由電源電路、H橋電

40、機(jī)驅(qū)動電路、單片機(jī)控制電路、顯示電路、外部振蕩電路、鍵盤輸入電路六個部分?？紤]到電機(jī)的起動電流和制動時比較大，會造成電源電壓不穩(wěn)定容易對單片機(jī)的工作產(chǎn)生干擾，所以，電機(jī)機(jī)驅(qū)動電路和單片機(jī)接口電路用光耦隔離 。</p><p>　　整個系統(tǒng)可以劃分為主控電路（單片機(jī)）、直流電機(jī)驅(qū)動電路（H橋驅(qū)動電路）、液晶顯示按鍵功能電路（LCD1602）、電源電路等模塊。其中AT89C52是整個系統(tǒng)的核心，它對系統(tǒng)起著主要的控制

41、作用，所有的數(shù)據(jù)命令都是通過它來處理，它帶有外接振蕩電路，鍵盤操作電路等；LCD1602是顯示鍵盤功能的，能夠顯示出按鍵功能，數(shù)據(jù)也是來源于單片機(jī)；H橋驅(qū)動電路是系統(tǒng)電路的心臟，它也是系統(tǒng)的主要部分，它接收接收單片機(jī)的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步控制直流電機(jī)，從而達(dá)到電機(jī)調(diào)速、變向的目的。</p><p>　　對于電動自行車控制系統(tǒng)設(shè)計主要有四個方面:</p><p>　　1．控制電路的設(shè)計；</p

42、><p><b>　　2．驅(qū)動電路的設(shè)計</b></p><p>　　3．顯示電路的設(shè)計；</p><p>　　4．電源轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計；</p><p>　　下面將對這些電路做詳細(xì)介紹。</p><p><b>　　3 電路設(shè)計</b></p><p>&

43、lt;b>　　3.1電源電路</b></p><p>　　目前，電動汽車或電動自行車上使用的電源大多數(shù)為72V蓄電池。然而，控制電路中所需要的電壓有多種。其中，單片機(jī)要求+5V電源，H橋電機(jī)驅(qū)動電路中IGBT專用驅(qū)動集成電路芯片IR2110所要求的為+15V電源。電源電路如圖3-1所示：</p><p>　　由于三端穩(wěn)壓集成電路用起來可靠、方便，它的外圍電路簡單，本設(shè)計采

44、用三端穩(wěn)壓集成電路穩(wěn)壓。電路中的LM78H15-500是超小型、 高效率的開關(guān)型穩(wěn)壓器，具有超寬輸入范圍，可直接替代傳統(tǒng) 78XX 系列三端線性穩(wěn)壓器。 它效率高、 發(fā)熱低， 使用時無需散熱片，廣泛應(yīng)用于汽車電子供電， 工業(yè)電能表等電壓波動范圍大的負(fù)載點(diǎn)(POL)供電領(lǐng)域。 輸入端必須外加電容C1(≤47μF/100V), 以防止電壓尖峰造成模塊損壞。</p><p>　　LM78H15-500芯片特性：<

45、/p><p>　　1.輸入電壓:20～72V</p><p>　　2.輸出電壓固定：15V </p><p>　　3.輸出電流：500mA</p><p>　　4.滿載時工作效率：90～94%</p><p>　　LM7805芯片特性： </p><p>　　1.輸入電壓：518V</p

46、><p>　　2.輸出電壓固定值：5V</p><p>　　3.裝形式為TO-220</p><p>　　4.含有過流、過熱和過載保護(hù)電路</p><p>　　電源電路可以將+72V的直流電轉(zhuǎn)化為+5V和+15V的直流電分別給單片機(jī)和IR2110芯片供電。</p><p><b>　　3.2控制電路</b&

47、gt;</p><p>　　控制電路是由單片機(jī)、LED1602顯示器、外部振蕩和鍵盤輸入電路組成，如圖3-2所示：</p><p>　　系統(tǒng)的控制主要通過5個按鍵來控制，S1、S2、S3、S4、S5，按鍵功如下：</p><p>　　(1)當(dāng)按鍵S1被按下時（單片機(jī)21腳檢測到高電平），表示啟動電路,電動機(jī)開始工作。顯示屏上顯示“Open”。</p>

48、<p>　　(2)當(dāng)按鍵S2被按下時（單片機(jī)22腳檢測到高電平），表示關(guān)閉電路，電動機(jī)停止。顯示屏上顯示“close”。</p><p>　　(3)當(dāng)按鍵S3被按下時（單片機(jī)23腳檢測到高電平），表示改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向。顯示屏上顯示“bian xiang”。</p><p>　?。?）當(dāng)按鍵S4被按下時（單片機(jī)24腳檢測到高電平），表示電機(jī)加速運(yùn)行,所按的次數(shù)越多，速度加得越快

49、。顯示屏上顯示“V+”。</p><p>　?。?）當(dāng)按鍵S5被按下時（單片機(jī)9腳檢測到高電平），表示電機(jī)減速運(yùn)行，所按的次數(shù)越多，速度減得越快。顯示屏上顯示“V-”</p><p>　　(6)當(dāng)按鍵S6被按下時（單片機(jī)9腳檢測到高電平），單片機(jī)復(fù)位。</p><p>　　主控芯片需要振蕩電路來起振時鐘頻率。單片機(jī)處理程序中需要處理中斷、查詢等，這耗費(fèi)單片機(jī)的資源，

50、為了減少單片機(jī)內(nèi)部硬件資源，滿足設(shè)計要求，提高系統(tǒng)時鐘的穩(wěn)定性，本設(shè)計采用了外部振蕩電路，振蕩電路如圖3-3所示，在單片機(jī)的XTAL1腳和XTAL2腳（第18引腳和第19引腳）間外接入振蕩電路，根據(jù)要求，選取晶振大小為11.0592MHz，C5 C6兩個電容容量為30pF，兩個電容作用是穩(wěn)定頻率和快速起振。</p><p>　　將液晶顯示器LED1602的D0～D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線接口與單片機(jī)的P1.0～P

51、1.7接口相連。V0 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度 。VDD接+5V電源，VSS接地。</p><p>　　因為單片機(jī)不需要訪問外部器件，電路中第30引腳地址鎖存使能腳，接高電平。單片機(jī)也不需要擴(kuò)展外部程序存儲器，所以，第29引腳也接高電平。P3.0和P3.1口為單片機(jī)的PWM信號輸出引腳。其信號

52、的特性將會在下面做詳細(xì)介紹。</p><p><b>　　3.3電機(jī)驅(qū)動電路</b></p><p>　　3.3.1 H橋電機(jī)驅(qū)動電路簡介</p><p>　　圖3-4中所示為一個典型的直流電機(jī)控制電路。電路得名于“H橋式驅(qū)動電路”是因為它的形狀酷似字母H。4個三極管組成H的4條垂直腿，而電機(jī)就是H中的橫杠。如圖所示，H橋式電機(jī)驅(qū)動電路包括4個

53、三極管和一個電機(jī)。要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須導(dǎo)通對角線上的一對三極管。根據(jù)不同三極管對的導(dǎo)通情況，電流可能會從左至右或從右至左流過電機(jī)，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。</p><p>　　要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須使對角線上的一對三極管導(dǎo)通。例如，如圖3-5所示，當(dāng)VT1管和VT4管導(dǎo)通時，電流就從電源正極經(jīng)VT1從左至右穿過電機(jī)，然后再經(jīng)VT4回到電源負(fù)極。按圖中電流箭頭所示，驅(qū)動電機(jī)按特定方向轉(zhuǎn)動（黑色箭頭指向為電流流過的方向）。該流

54、向的電流將驅(qū)動電機(jī)順時針轉(zhuǎn)動。當(dāng)VT1和VT4關(guān)斷時，電機(jī)保持轉(zhuǎn)動，便成了發(fā)電機(jī)。電流從二極管VD4經(jīng)過直流電機(jī)流向VD1。因此二極管是續(xù)流二極管。</p><p>　　同理，當(dāng)IGBT VT3和VT2導(dǎo)通時，如圖3-6所示，電流就從電源正極經(jīng)VT1從右至左穿過電機(jī)，然后再經(jīng)VT4回到電源負(fù)極。從而驅(qū)動電機(jī)沿另一方向轉(zhuǎn)動（黑色箭頭指向為電流流過的方向）。因此可以通過控制IGBT的通斷來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向。電流從二極管

55、VD2經(jīng)過直流電機(jī)流向VD3。</p><p>　　驅(qū)動電機(jī)時，保證H橋上兩個同側(cè)的三極管不會同時導(dǎo)通非常重要。如果IGBT VT1和VT2同時導(dǎo)通，那么電流就會從正極穿過兩個三極管直接回到負(fù)極。此時，電路中除了兩個IGBT VT1和VT2外沒有其他任何負(fù)載，因此電路上的電流就可能達(dá)到最大值（該電流僅受電源性能限制），甚至燒壞三極管，造成極大損失。所以在設(shè)計時應(yīng)保證同側(cè)IGBT的控制信號不能同時為“1”。<

56、/p><p>　　3.3.2 主電路的驅(qū)動</p><p>　　電機(jī)的總體驅(qū)動電路如圖3-7所示。圖中，4個IGBT VT1～VT4,四個快速恢復(fù)二極管VD1～VD4組成了一個典型的H橋電路。電路中還有兩個電機(jī)驅(qū)動芯片IR2110，下面對這個芯片做簡要介紹。</p><p>　　IR2110是一種高壓高速功率MOSFET驅(qū)動器，有獨(dú)立的高端和低端輸出驅(qū)動通道，圖3-8為

57、其引腳圖。它包括輸入/輸出邏輯電路、電平移位電路、輸出驅(qū)動電路欠壓保護(hù)和自舉電路等部分。</p><p><b>　　引腳功能分別是：</b></p><p>　　LO（引腳 1）:低端輸出 </p><p>　　COM（引腳 2）:公共端 </p><p>　　Vcc（引腳 3）:低端固定電源電壓 </p&

58、gt;<p>　　Nc（引腳 4）: 空端 </p><p>　　Vs（引腳 5）:高端浮置電源偏移電壓 </p><p>　　VB (引腳 6):高端浮置電源電壓 </p><p>　　HO（引腳 7）:高端輸出 </p><p>　　Nc（引腳 8）: 空端 </p><p>　　VDD（引

59、腳 9）:邏輯電源電壓 </p><p>　　HIN（引腳 10）: 邏輯高端輸入 </p><p>　　SD（引腳 11）:關(guān)斷 </p><p>　　LIN（引腳 12）:邏輯低端輸入 </p><p>　　Vss（引腳 13）:邏輯電路地電位端，其值可以為 0V </p><p>　　Nc（引腳 14）

60、:空端 </p><p>　　IR2110 的特點(diǎn)： </p><p>　?。?）具有獨(dú)立的低端和高端輸入通道。 </p><p>　　（2）懸浮電源采用自舉電路，其高端工作電壓可達(dá) 500V。</p><p>　?。?）輸出的電源端（腳 3）的電壓范圍為 10—20V。</p><p>　　（4）邏輯電源的輸入

61、范圍（腳 9）5—15V，可方便的與 TTL，CMOS 電平相匹配，而且邏輯電源地和功率電源地之間允許有 V 的便移量。</p><p>　?。?）工作頻率高，可達(dá) 500KHz。 </p><p>　?。?）開通、關(guān)斷延遲小，分別為 120ns 和 94ns。 </p><p>　?。?）圖騰柱輸出峰值電流 2A。 </p><p>

62、　　IR2110的一大特點(diǎn)是采用了自舉技術(shù)，它的內(nèi)部為自舉操作設(shè)計了懸浮電源。同一集成電路可同時輸出兩個驅(qū)動信號給逆變橋中的上、下晶體管。懸浮電源保證了IR2110直接可用于母線電壓為-4V至+500V的系統(tǒng)中來驅(qū)動功率管MOSFET或IGBT。同時器件本身容許驅(qū)動信號電壓上升率達(dá)到±50V/ms，故保證了芯片自身整形功能，實現(xiàn)了不論其輸入信號前后沿陡度如何，都可以保證加到被驅(qū)動的MOSFET或IGBT柵極上的驅(qū)動信號前后沿很

63、陡，因此可以極大的減少被驅(qū)動功率器件的開關(guān)時間，降低開關(guān)損耗。</p><p>　　IR2110 的工作原理:IR2110 內(nèi)部功能如圖3-9 所示：由三部分組成：邏輯輸入；電平平移及輸出保護(hù)。如上所述IR2110的特點(diǎn)，可以為裝置的設(shè)計帶來許多方便。尤其是高端懸浮自舉電源的設(shè)計，可以大大減少驅(qū)動電源的數(shù)目，即一組電源即可實現(xiàn)對上下端的控制。高端側(cè)懸浮驅(qū)動的自舉原理：IR2110驅(qū)動半橋的電路如圖所示，其中C1，

64、VD1分別為自舉電容和自舉二極管，C2為VCC的濾波電容。</p><p>　　假定在S1關(guān)斷期間C1已經(jīng)充到足夠的電壓（VC1 VCC）。 當(dāng)HIN為高電平時如圖3-10：VM1開通，VM2關(guān)斷，VC1加到S1的柵極和源極之間，C1通過VM1，Rg1和柵極和源極形成回路放電，這時C1就相當(dāng)于一個電壓源，從而使S1導(dǎo)通。由于LIN與HIN是一對互補(bǔ)輸入信號，所以此時LIN為低電平，VM3關(guān)斷，VM4導(dǎo)通，這時聚集

65、在S2柵極和源極的電荷在芯片內(nèi)部通過Rg2迅速對地放電，由于死區(qū)時間影響使S2在S1開通之前迅速關(guān)斷。</p><p>　　當(dāng)HIN為低電平時如圖3-11： VM1關(guān)斷，VM2導(dǎo)通，這時聚集在S1柵極和源極的電荷在芯片內(nèi)部通過Rg1迅速放電使S1關(guān)斷。經(jīng)過短暫的死區(qū)時間LIN為高電平，VM3導(dǎo)通，VM4關(guān)斷使VCC經(jīng)過Rg2和S2的柵極和源極形成回路，使S2開通。在此同時VCC經(jīng)自舉二極管，C1和S2形成回路，對

66、C1進(jìn)行充電，迅速為C1補(bǔ)充能量，如此循環(huán)反復(fù)。</p><p>　　根據(jù)圖3-7我們可以看到電路圖兩邊的電路是對稱的，因此我們只需分析一邊的電路就能將整個電路讀懂。兩個PWM控制信號經(jīng)單片機(jī)輸出以后分別連向兩邊的光耦合器。因為連接了一個非門，同一側(cè)的光耦輸入端信號是正好相反的。這樣可以避免H橋同側(cè)的IGBT管同時導(dǎo)通。當(dāng)沒有脈沖信號時，光耦的輸出端由于上拉電阻作用使電平升高，再經(jīng)反相器的作用使得進(jìn)入IR2110

67、的信號輸入端的電平為低電平，這樣保證沒有信號時，H橋的上下晶體管是保持關(guān)斷的。當(dāng)光耦的輸入端有信號輸入時，光耦中的發(fā)光二極管發(fā)光，照在受光器上，受光器接受光線后導(dǎo)通，從而形成了鉗位電路。光耦輸出端因為鉗位電路使得電平為低電平，經(jīng)反相器作用后變成高電平，傳入IR2110 的信號輸入端。</p><p>　　圖中D1和C3分別為二極管和自舉電容, C2為Vcc的濾波電容。與IR2110供電電源連接的二極管D1,為了防

68、止自舉電容兩端的放電,二極管要選用高頻的快恢復(fù)二極管,此電路選用FR107,它的最大反向恢復(fù)時間為500ns,最大反向耐壓1 000V。由于IGBT是電壓控制器件，輸入阻抗高，為防止靜電感應(yīng)損壞管子，在IGBT的門極和與發(fā)射極之間并聯(lián)150KΩ的電阻。門極回路串聯(lián)22Ω電阻，是為了防止門極回路產(chǎn)生振蕩。</p><p>　　如果不考慮驅(qū)動電路的電流、電壓轉(zhuǎn)換電路，只分析邏輯數(shù)字信號的變化，可以將整個驅(qū)動電路簡化為

69、圖3-12。由此我們將PWM控制信號與驅(qū)動電路的關(guān)系的分析進(jìn)行簡化。</p><p>　　我們通過編寫程序控制單片機(jī)，讓單片機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的指令來控制指定的PWM1和PWM2信號,如圖 所示，當(dāng)PWM2保持為高電平時，VT2管保持導(dǎo)通，而VT1管保持關(guān)斷。 同時PWM1為控制信號，表現(xiàn)為高低電平周期性地交替，VT3和VT4管交替導(dǎo)通。這樣就有從右到左的電流流過電動機(jī)，電動機(jī)將順時針轉(zhuǎn)動；在這個過程中，當(dāng)按下加速或減速

70、的按鍵時，單片機(jī)將會根據(jù)程序指令調(diào)整PWM占空比，即控制PWM1高低電平的時間寬度，進(jìn)一步控制VT1管的間斷導(dǎo)通時間，VT1管導(dǎo)通時間越長，電機(jī)轉(zhuǎn)速增大，VT1管導(dǎo)通時間越短，電機(jī)轉(zhuǎn)速減小。</p><p>　　反之也成立，當(dāng)PWM1保持為高電平時，VT4管保持導(dǎo)通,VT3管保持關(guān)斷。同時PWM2為控制信號，表現(xiàn)為高低電平周期性地交替，VT3和VT4管交替導(dǎo)通。這樣就有從左到右的電流流過電動機(jī)，電動機(jī)將順時針轉(zhuǎn)動

71、；在這個過程中，當(dāng)按下加速或減速的按鍵時，單片機(jī)將會根據(jù)程序指令調(diào)整PWM占空比，即控制PWM1高低電平的時間寬度，進(jìn)一步控制VT4管的間斷導(dǎo)通時間，VT4管導(dǎo)通時間越長，電機(jī)轉(zhuǎn)速增大，VT4管導(dǎo)通時間越短，電機(jī)轉(zhuǎn)速小。這樣就可以控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、加速減速、啟動停止。</p><p>　　PWM控制信號與四個IGBT VT1～VT4的導(dǎo)通關(guān)系可一用波形圖表示出來。其中4個IGBT的導(dǎo)通用“1”表示，關(guān)斷用“0”表

72、示。PWM控制信號的占空比均按50%畫波形圖。波形圖如圖3-13 所示。</p><p><b>　　4 主要器件說明</b></p><p>　　4.1 主控芯片STC 89C52 介紹</p><p>　　在常用的89系列的單片機(jī)中， 51系列只有4K字節(jié)的在系統(tǒng)可編程Flash存儲器，128字節(jié)RAM ,而增強(qiáng)型的STC89C52具有8K

73、字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器（ISP），有256字節(jié)RAM，這使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供靈活、有效的解決方案。</p><p>　　STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，操作方便，引腳也充足，而且STC89C52支持ISP串口下載，而ISP串口下載硬件比較便宜，因此本設(shè)計選用了STC89C52作為主控模塊的芯片，芯片DIP封裝如圖4-1所示。

74、 </p><p>　　STC89C52主要功能特性如下：</p><p>　　1.兼容MCS51指令系統(tǒng) </p><p>　　2.8k可反復(fù)擦寫(大于1000次）Flash ROM； </p><p>　　3.32個雙向I/O口； </p><p>　　4.256x8bit內(nèi)部RAM

75、； </p><p>　　5.3個16位可編程定時/計數(shù)器中斷； </p><p>　　6.時鐘頻率0-24MHz； </p><p>　　7.2個串行中斷，可編程UART串行通道； </p><p>　　8.2個外部中斷源，共8個中斷源； </p><p>　　9.2個讀寫中斷口線，3級加密位； </p>

76、<p>　　10.低功耗空閑和掉電模式，軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能； </p><p>　　11.有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等幾種封裝形式。</p><p>　　我們通過編寫程序來控制單片機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的指令，從而實現(xiàn)對指定電路的控制。STC 89C52編程前，要設(shè)置好地址、數(shù)據(jù)及控制信號， 編程方法如下： </p><p>　　1． 在地址線上

77、加上要編程單元的地址信號。 </p><p>　　2． 在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)。 </p><p>　　3． 激活相應(yīng)的控制信號。 </p><p>　　4． 在高電壓編程方式時，將EA/Vpp 端加上+12V 編程電壓。 </p><p>　　5． 每對Flash 存儲陣列寫入一個字節(jié)或每寫入一個程序加密位，加上一個ALE/PROG

78、 編程脈沖。每個字節(jié)寫入周期是自身定時的，通常約為1.5ms。重復(fù)1—5 步驟，改變編程單元的地址和寫入的數(shù)據(jù)，直到全部文件編程結(jié)束。</p><p>　　4.2無刷直流電動機(jī)</p><p>　　無刷直流電機(jī)由電動機(jī)本體、位置傳感器、電子開關(guān)及控制電路構(gòu)成。如圖2-2所示:</p><p>　　電動機(jī)本體是由多相繞組和永久磁鋼組成。多相繞組類似于普通直流電機(jī)的電樞

79、繞組，但是它被安裝于定子上，通過電子開關(guān)的控制與直流電源相連;永久磁鋼安裝在轉(zhuǎn)子上。定子繞組內(nèi)通入直流電流時，與轉(zhuǎn)子作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使磁鋼轉(zhuǎn)子運(yùn)動。為了保證電動機(jī)連續(xù)旋轉(zhuǎn)，電動機(jī)內(nèi)應(yīng)產(chǎn)生單一方向的電磁轉(zhuǎn)矩。位置傳感器及電子開關(guān)電路，可以使電樞繞組中的電流發(fā)生改變，使得電機(jī)旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子的永久磁場與定子電樞磁場在空間上幾乎垂直，保證電動機(jī)連續(xù)旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　一般的直流電機(jī)由于電刷的換相使得由永久磁鋼產(chǎn)生

80、的磁場與電樞繞組通電后產(chǎn)生的磁場在電機(jī)運(yùn)行過程中始終保持垂直，從而產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩，使電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。無刷直流電機(jī)的運(yùn)行原理和有刷直流電機(jī)基本相同，即在一個具有恒定磁通密度分布的磁極下，保證電樞繞組中通過的電流總量恒定，以產(chǎn)生恒定轉(zhuǎn)矩，而且轉(zhuǎn)矩只與電樞電流的大小有關(guān)。</p><p>　　由于轉(zhuǎn)子的氣隙磁通為梯形波，由電機(jī)學(xué)原理可知，電樞的感應(yīng)電動勢亦為梯形波，大小與轉(zhuǎn)子磁通和轉(zhuǎn)速成正比。BLDCM電機(jī)三相電樞繞組的每相

81、電流為1200通電型的交流方波，反電動勢為1200梯形波。只要控制好逆變器各橋臂功率器件的開關(guān)時刻就能滿足上述要求。但是定子方波電流的通電時刻與感應(yīng)電動勢波形、轉(zhuǎn)子磁極位置有嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，否則會產(chǎn)生大的轉(zhuǎn)矩脈動，使平均轉(zhuǎn)矩減小。</p><p>　　BLDCM三相繞組主回路基本類型有三相半控和三相全控兩種。三相半控電路的特點(diǎn)是簡單，一個可控硅控制一相的通斷，每個繞組只通電1/3的時間，另外2/3時間處于斷開狀態(tài)

82、，沒有得到充分的利用，在運(yùn)行過程中的轉(zhuǎn)矩波動較大。所以最好采用三相全控式電路。如圖4-3示出了一種三相全控式電路，在該電路中，電動機(jī)的繞組為Y聯(lián)結(jié)。</p><p>　　V1、V2、V3、V4、V5、V6為六個功率器件，對繞組通過的電流起開關(guān)作用。采用兩兩通電，三相6狀態(tài)方式，兩兩通電方式是指每一個瞬間有兩個功率管導(dǎo)通，每隔1/6周期(600電角度)換相一次，每次換相一個功率管，每個功率管一次導(dǎo)通1200電角度。

83、各功率管導(dǎo)通順序依次是：T1T4—T1T6—T3T6 —T3T2—T5T2—T5T4。表4-1 示出三相逆變器的開關(guān)次序 。</p><p>　　表4-1三相全控電路開關(guān)邏輯表</p><p>　　應(yīng)該指出，無刷直流電動機(jī)，加上換向器（包括換向器主回路——逆變器和和換向控制邏輯電路），從原理上說，就相當(dāng)于一臺有刷直流電動機(jī)。因此可以采用脈寬調(diào)制電路來實現(xiàn)電機(jī)調(diào)速。經(jīng)考察分析，采用淄博齊翼電

84、器科技有限公司生產(chǎn)的永磁無刷直流電動機(jī)更為符合設(shè)計條件，電動機(jī)各參數(shù)如表4-2所示：</p><p>　　表4-2 電動機(jī)各參數(shù)表</p><p>　　4.3 LCD1602 液晶顯示器</p><p>　　4.3.1 引腳功能</p><p>　　液晶顯示器以其微功耗、 體積小、 顯示內(nèi)容豐富、 超薄輕巧的諸多優(yōu)點(diǎn)，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用

85、系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，其中: </p><p>　　第 1 腳：VSS 為地電源 </p><p>　　第 2 腳：VDD 接 5V 正電源 </p><p>　　第 3 腳：V0 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度

86、 </p><p>　　第 4 腳：RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 </p><p>　　第 5 腳： RW 為讀寫信號線， 高電平時進(jìn)行讀操作， 低電平時進(jìn)行寫操作。當(dāng) RS 和 RW 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 RW 為高電平時可以讀忙信號，當(dāng) RS 為高電平 RW 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 </p>

87、<p>　　第 6 腳：E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 </p><p>　　第 7～14 腳：D0～D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 </p><p>　　第 15～16 腳：空腳</p><p>　　4.3.2 指令說明</p><p>　　LCD1602的讀寫操作、 屏幕和光標(biāo)的操作都是通過

88、指令編程來實現(xiàn)的。（說明：1 為高電平、0 為低電平。</p><p>　　指令 1：清顯示，指令碼 01H,光標(biāo)復(fù)位到地址 00H 位置 </p><p>　　指令 2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址 00H </p><p>　　指令 3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無

89、效 </p><p>　　指令 4：顯示開關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍 </p><p>　　指令 5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標(biāo) </p><p>　　指令 6：功能設(shè)置命令

90、 DL：高電平時為 4 位總線，低電平時為 8 位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F: 低電平時顯示 5x7 的點(diǎn)陣字符，高電平時顯示 5x10 的點(diǎn)陣字符 （有些模塊是 DL：高電平時為 8 位總線，低電平時為 4 位總線） </p><p>　　指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置 </p><p>　　指令 8：DDRAM 地址設(shè)置 </p>&l

91、t;p>　　指令 9：讀忙信號和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 </p><p>　　指令 10：寫數(shù)據(jù) </p><p>　　指令 11：讀數(shù)據(jù) </p><p>　　表4-3 LCD1602指令表</p><p>　　DM-162 液晶顯示模塊可以和 MCS-5

92、1單片機(jī) 直接接口。</p><p>　　4.3.3 內(nèi)部字符發(fā)生存儲器</p><p>　　1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器 （CGROM)已經(jīng)存儲了 160 個不同的點(diǎn)陣字符圖形，如表 2-4 所示，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是 01000001B（41H），顯示時模塊把地址 4

93、1H 中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A” </p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　全球經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展推動了電動汽車的快速發(fā)展，電動汽車的設(shè)計與開發(fā)也因此顯的更有意義。本設(shè)計創(chuàng)新性的使用了單片機(jī)做電動汽車中直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的控制核心，這樣極大的提高了系統(tǒng)的精確性以及穩(wěn)定性。并為以后電動汽車設(shè)計的控制部分提出了一個新的思路，也是未來

94、電動汽車發(fā)展的一個重要方向。電機(jī)驅(qū)動芯片IR2110的使用也極大的簡化了控制電路，降低了成本，提高了系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　　設(shè)計中也存在幾點(diǎn)需要改進(jìn)的地方?？刂葡到y(tǒng)的顯示功能太過單一，只能簡要顯示電機(jī)的運(yùn)動狀態(tài)而不能及時的顯示電機(jī)的轉(zhuǎn)速值。同時，控制電路中沒有涉及到回饋制動的電路，這是本設(shè)計的一個不足，也是電動汽車控制系統(tǒng)的不可缺少的一個重要部分。如果能夠?qū)⒒仞佒苿涌煽慷咝У睦迷陔妱悠嚿希瑢O

95、大的提高資源的利用率，是一項非常有意義的成果</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在論文完成之際，我要特別感謝給予我辛勤指導(dǎo)的xx老師。在我做畢業(yè)論文的過程中，xx老師在百忙之中抽出時間對我的初稿論文進(jìn)行評審，指出了很多問題與錯誤，并提出很多寶貴意見給了我莫大的鼓勵與支持。從論文的選題、構(gòu)思和各種資料的收集方面，xx老師在工作之余始終耐心的給

96、我無私的幫助。老師廣博的學(xué)識、深厚的學(xué)術(shù)素養(yǎng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和一絲不茍的工作作風(fēng)使我終生受益，在此表示真誠地感謝和深深的謝意。</p><p>　　大學(xué)生活中，我也得到了其他許多老師辛勤培養(yǎng)以及同學(xué)們的無私支持和幫助，給予了我很多寶貴的意見，讓我受益匪淺。在此一并致以誠摯的謝意。真誠的感謝所有關(guān)心幫助過我的良師益友。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b><

97、;/p><p>　　[1] 張 明,章國寶. IR2110 驅(qū)動電路的優(yōu)化設(shè)計[N].電子設(shè)計工程，2009，第17卷：66-70.</p><p>　　[2] 唐介.電機(jī)與拖動[M].北京:高等教育出版社，2007:45-108.</p><p>　　[3] 程時兵，張愛軍. IR2110在無刷直流電機(jī)驅(qū)動電路中的應(yīng)用[J]. 機(jī)電元件, 2010，(第四版):28-

98、31.</p><p>　　[4]錢平.伺服系統(tǒng)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2011：101-108.</p><p>　　[5]孫津平.數(shù)字電子技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2005：65-90.</p><p>　　[6]趙亮. LCD1602液晶顯示模塊[N].電子制作，2011-7-12（A2）.</p><p>　　[

99、7]王幸之.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2001：55-90.</p><p>　　[8]羅學(xué)恒，單片機(jī)實用教程[M].北京：高等教育出版社，2006：10-45.</p><p>　　[9]何立民，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004：25-87.</p><p>　　[10]胡燁.Protel99SE

100、原理圖與PCB設(shè)計教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005：1-66.</p><p>　　[11]楊素行.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程[M].北京：高等教育出版社，2005：65-98.</p><p>　　[12]劉昌華，易逵.8051單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計與實踐[M]. 國防工業(yè)出版社,2007:23-56.</p><p>　　[13]趙良炳，現(xiàn)代電力電子

101、技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1995：25-60.</p><p>　　[14]王兆安，黃俊.電力電子技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2000：32-165.</p><p><b>　　附錄（程序）</b></p><p>　　#include <reg52.h></p><p>　　#incl

102、ude<math.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　sbit open = P2^0;</p><p>　　sbit close=P2^1;</p><p>　　sbi

103、t swap=P2^2;</p><p>　　sbit sub_speed=P2^4;</p><p>　　sbit add_speed=P2^3;</p><p>　　sbit PWM1=P3^0;</p><p>　　sbit PWM2=P3^1;</p><p>　　/********液晶顯示control***

104、***/</p><p>　　sbit E=P3^7; //1602腳定義//</p><p>　　sbit RW=P3^6;</p><p>　　sbit RS=P3^5;</p><p>　　sbit test=P3^4;</p><p>　　int time=0;</p><p>

105、　　int high=20;</p><p>　　int period=30;</p><p>　　int change=0;</p><p>　　int flag=0;</p><p>　　int num_medium=0;</p><p>　　int num_display=0;</p><p&

106、gt;　　int count_speed=0;</p><p>　　/************t0中斷******pwm產(chǎn)生****/</p><p>　　void time0_int(void) interrupt 1</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　time++;<

107、;/b></p><p><b>　　TH0=0Xec;</b></p><p><b>　　TL0=0x78;</b></p><p>　　if (change==0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　

108、　PWM2=1;</b></p><p>　　if( time==high)</p><p><b>　　PWM1=0;</b></p><p>　　else if (time==period)</p><p><b>　　{</b></p><p><b&

109、gt;　　PWM1=1;</b></p><p><b>　　time=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p

110、><b>　　{</b></p><p><b>　　PWM1=1;</b></p><p>　　if( time == high)</p><p><b>　　PWM2=0;</b></p><p>　　else if (time==period)</p>

111、<p><b>　　{</b></p><p><b>　　PWM2=1;</b></p><p><b>　　time=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b><

112、/p><p><b>　　}</b></p><p>　　/**************control**********/</p><p>　　void motor_control()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(open==1)</

113、p><p><b>　　EA=1;</b></p><p>　　if(close==1)</p><p><b>　　EA=0;</b></p><p>　　if(swap==1)</p><p><b>　　{</b></p><p&g

114、t;　　change=~change;</p><p>　　while(swap!=0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(sub_speed