机电一体化课程设计--站立式电动代步车设计

1、机电一体化课程设计一站立式 电动代步车设计机电一体化方向综合课程设计说明书学 院嘉兴学院机电工程学院专 业机械设计制造及其自动化班级指导教师学生姓名日期站立式电动代步车设计摘要：社会的高速发展伴随着环境的严重污染，环境问题已经引起了各方面单 位的重视，在全球应对气候变化和能源安全的背景下，国家发改委、国家住房 和城乡建设部、国家能源局等各大部委都启动或支持“低碳城市”、“低碳示范 区”等城市建设，本文主要叙述了一种站立式电动代步车的设计。该代步车该车设计采用四轮方式，其中以后轮驱动为驱动方式，转向以前轮 转向为转向方式，运用牛头式转向柄。总系统包括一下几个子系统：传动系统、 转向系统、制动系统

2、、减震与缓冲系统、电路控制系统、电池充放电系统等。 采用直流电机作为驱动动力源，传动链和链轮作为力和运动的转换机构。关键词：站立式；减震；直流电机；后轮驱动Vertical electric vehicle designAbstract: the rapid development of society with the serious pollution of the environment, environmental problems have aroused the attention of unit, in response to climate change and energy

3、security and global background, the national development and Reform Commission, the State Ministry of housing and urban rural development, the national energy board and other major ministries have initiated or supported low carbon city。 ”a low carbon demonstration zone city construction, this paper

4、describes the design of a vertical electric scooter-Keywords: standing; damping; DC motor; rear wheel drive设计任务书题目：站立式电动代步车设计设计任务：设计一个微机控制的站立式电动代步车，具体内容如下：1机械系统设计：通过计算正确选择传动机构、导向机构、执行机构、驱 动电机等，并给出计算依据，绘制机械系统装配图；2、控制系统设计：根据系统要求，选择正确控制策略，设计合理的控制系 统，绘制控制系统原理电路图；3、主程序设计：在机械系统与控制系统设计基础上，开发控制主程序，列 出程序清单；4

5、、设计说明书撰写系统主要参数:自重：40kg最大载重量：110kg最大行驶速度：30km/h最大爬坡角度：30满电量最大行驶路程：40km 50km充电时间：4h 7h时间及任务安排12月2日-12月3日对系统运行所需设备、完成的功能进行小组讨 论，根据相关资料，撰 写任务书12月4日-12月4日根据任务书，完成各子12月5日-12月5日系统目标功能机电一体化传动机构、执行机构等设计计算12月6日-12月9日绘制机械子系统装配图12月10日-12月11日绘制机械子系统零件图12月12日-12月12日 传感检测电路设计12月13日-12月16日12月17日-12月18日控制系统设计原理图绘制、控

6、制系统12月19日-12月20日软件设计撰写课程设计说明书目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 1系统总统设计61总体性能要求与整体方案6各系统方案确定7课程设计主要内容安排8 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 2驱动与执行部分设计8 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 电机选用9链的设计计算9链轮选择12 HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 3机械系统设计133-1整体车辆

7、以及各部件尺寸13轴承的选择13轴的选用和校核13转向系统设计15制动系统设计21缓冲与减震系统的设计23 HYPERLINK l bookmark25 o Current Document 4传感检测部分设计27代步小车控制系统电路总体设计思想27方案论证27设计原理27软件设计32 HYPERLINK l bookmark27 o Current Document 5能源部分425-1蓄电池的选择42充电器的选择42 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 6总结44 HYPERLINK l bookmark31 o Current Docume

8、nt 参考文献441系统总统设计总体性能要求与整体方案本课题构思站立式单人电动代步车运用了一般电动自行车的供能模式一一 采用电池供能，采用直流电动机作为动力源。由于本车采用了普通电动车的的 供能和动力提供方式，因此在电池的选择以及电动机的选择上与普通电动车的 选择具有部分的相同。总体系统方框图如图L1所示琵尔梏把5T图1.1系统总体方案图各系统方案确定机械本体组成结构：机身、框架、机械联接等产品支持结构主要功能：实现构造功能驱动与执行部分组成结构：驱动部分由电机、链和链条组成。主要功能：根据信息处理部分的命令，驱动运动机械动作完成规定的机 械运动。传感检测中部分组成结构：通过转动霍尔转把控制电

9、机转速，从而控制小车的速度。主要功能：检测运动机构或其他需要检测的物理量，并将心送回信 息处理与控制部分，作为发送控制信息的依据。将所 测得的各种参量转换为统一规格的电信号输入到信息 处理系统中，并由此产生相应的控制信号以决定执行 机构的运动形式和动作幅度。信息处理与控制部分组成结构：根据系统要求用PWM（脉冲调宽电路）满足控制要求， 同时兼顾控制系统。主要功能：进行信息处理与控制的核心软件和硬件的功能对系统 的功能具有重要影响。将传感器检测的信号根据一定 的算法对数据和信息进行存储、变换等处理，再通过 接口向执行机构发出执行命令。能源部分组成结构：蓄电池主要功能：负责为系统提供能量和动力功能

10、课程设计主要内容安排第一章总体设计根据任务书明确课程设计内容，确定总体及各子系统方 案。第二章驱动与执行部分设计根据系统要求以及满足控制要求，同时兼顾控 制系统。%!章机械系统设计工作台外形尺寸及重量估算，机械传动系统设计计 算。 第四章传感检测部分设计检测运动机构或其他需要检测的物理量，并 将心送回信息处理与控制部分。第五章信息处理与控制部分进行信息处理与控制的核心第六章能源部分主要由蓄电池和充电器构成。第七章总结2驱动与执行部分设计直流伺服电机是伺服系统中应用最早的，也是应用最为广泛的执行元件，直流 伺服电机具有起动转矩大、体积小、重量轻和转速容易控制、稳定性好、响应 迅速、效率高等优点。

11、本机电一体化系统选择了一种直流伺服电机作为驱动电 机。2.1电机选用根据系统要求和工作要求选用电机为：稀土永磁无刷直流电动机;1电机电机额定电压48V电机额定功率500W电机额定转速330r/min电机额定转矩7Nm驱动方式电机后轮驱动调速方式转把无级调速确定计算功率：查表可得：Ka=0.1 , Kz = A选用单排链，那么计算功率由公式可得计算功率 =1.0 x1.1x0.5 = O.55Kw链的设计计算图2.4链条链选择链条型号和节距由 = 0.55Kw及 = 330min ,查图表，可选：08A型链条；查表得，链条节距为：p =12. 70mm,滚子外径d=7. 95,内链板高度h=12

12、. 07, 内链节链宽b=7.85,销轴直径d0=3.96,极限拉伸载荷Q=13. 8KN；000050008060402015108 64Z 18 6 4 2151 3 21 1O.SO.S -0.降庠僵 O图2. 5 A系列滚子链的额定功率曲线（v0. 6m/s）表2. 1滚子链规格和主要参数链号节距P排距 pl滚子 外径内链 节内 宽E销轴 直径 d2内链 板高 度hz极限 拉伸 载荷 （单排）Q每米质 量（单 排）q(mm)(kN)(kg/m)05B8. 005. 645. 003. 002.317. 114.40. 1806B9. 52510. 246. 355. 723. 288.

13、 268.90. 4008B12. 7013. 928.517. 754. 4511.8117.80. 7008A12. 7014. 387. 957. 853. 9612. 0713.80. 6010A15. 87518.1110. 169. 405. 0815. 0921.81.00计算链节数和中心距初选中心距：a = (30 50) p = 381 635mm取：a = 400mm ,相应链节数为：L = 2x- + i5L+rflz5.|Txp 2 2 4) a计算得到：A = 88.72则取链节数为：3 = 89查表得：/=0.124则最大中心距为：a = f-P2Lp-(z+z2)

14、一 ,v - nZP链速V为：60 x1000= 1.18/77/5查表可知：该传动链可用开式链轮传动。链轮选择(1)材料选择：链轮无剧烈冲击，耐磨性较好，故可选用：45钢(淬火加回火)传动比：，=2小链轮：模数机=2 ,齿数Z|=17大链轮：模数? = 2 ,齿数Z?=34图2,2小链轮图2. 3大链轮(5)链轮直径由公式D=P/Sin (180/Z)确定D =74, ）二=1483机械系统设计整体车辆以及各部件尺寸车宽：500mm车长：1400mm车高：1500mm转向架：1200mm外轮直径：250mm前轴宽：550 mm后轴宽：500mm车辆地盘最低点距地面高度：100mm车辆保险杠宽

15、：230mm轴承的选择轴承(用于后轴车轮轮毂)：选用深沟球轴承6000系列。型号：6002,内径：15mm,外径：32mm,宽 9mm。额定载荷：5. 58KN,极限转速：18000r/min,重量：0.03KG/套；图3. 1轴承轴的选用和校核轴的选择预选轴的直径为。15，材料40C,= 160MP, G = 8OAfP, = 1.5f)/n o轴抗扭强度校核(1)已知4=172=34/=2；电机4=0.5Kw,%=330r/min,链传动的机械效率=0.9则p】=Pen=0.5x0.9= 0.45/CW,=3=2Z2=165min22pT = 9550 x 二由% 得:0 45(=9550

16、 x = 26Nmnm 165(2)由强度条件得：由刚度条件得:（4）抗弯强度校核max =（叱：抗扭截面系数r：许用切应力）T max= a 16x26ON；V3.14xl60=3.6mm(P =T 180 x (G=80MP)GIp汽maxT1 QA=a. x 4 x V GS /32x26x18080 x106x3.142M图3. 2轴弯矩图F = 2F2FK=0”=3000-2400 = 600NA点：=2居+L1)-F5Li -6W +L1)-F5(Ll +2L,) + M =0B点：=5(4 +24)_玛, -砧-2F5L, +M =0C点：Afc =43(U + D-FL - F

17、L + E(1+L) + A/ =0由上计算可得：K=600N,所以:由“=”.?得: 2D挡6_ 2x4.104600= 13.68/?/?所以，预选的最小轴径。15满足要求。转向系统设计 转向系统的作用意义转向系统是代步车的核心系统之一，对代步车的主要控制就是车辆的转向。转向系统是实现小车功能不可缺少的系统之一。因此在设计转向系统时必须要 对转向系统的一些功能进行限制，例如对车辆最大转向角的控制范围，对载重 和车体重量的控制等。转向系统的方案选择考虑到我们的代步小车的车速限制范围为30km/h,车辆载人总重仅有 150kg,为操作方便我们完全可以使用把式操作转向系统结构，在双轮车的单轮 转

18、向系统基础上加以改进，实现四轮小车的前轮双轮转向控制。转向系统的结构设计为实现转向系统的操作和安全性及稳定性要求，转向系统的结构主要 设计为以下主要部件组成：(1)车把直线式车把加工制造方便，便于安装供电系统的控制开关，因此我们使用直 线车把作为代步车的车把，该零件的材料为45钢，毛坯为锻件，由于45钢有良好的切削加工性，加工 时不会出现难加工现象。模锻毛坯表面光滑，余量分部均匀，不会产生打刀现 象，由于毛坯是锻件，在加工前应经正火处理改善加工性能后再进行加工。加 工完毕后在外层镀铭防锈，使零件不易被刮出划痕。如下图所示：图3.3转向把车把的中间部位用于与转向轴的安装定位(2)转向轴转向轴是实

19、现转向的核心部件之一，主要用于传递转动扭矩，不仅节约空间, 而且提高了转向系统的稳定性，更便于安装。材料选择上可选45钢。零件的热 处理要求为调质处理。图3.4转向轴转向轴的两个端孔分别用于轴与车把的定位和转向轴与转向器的定位。轴 的中间部分要用定位套筒固定在车体上，因此该轴很长。(3)轴定位组合件将转向轴固定在车底盘上的部件，上套筒和下压板之间为车底盘，采用4 跟螺栓将定位组合件连同穿过组合件套筒的轴固定在车底盘上，保证车底板与 车把杆最低点的垂直距离为120mm,方便操作者站立操作。该零件的材料为铸 铁，毛坯为铸件。如下图所示：图3. 5上套桶图3. 7转向器图3. 6下压板上套筒的4条肋

20、板保证套筒与底板之间的定位刚度。(4)转向器转向器是实现系统转向的核心部件之一，主要作用是将转向轴的旋转运动 转变为转向拉杆的横向移动。该部件材料要选45钢，制造方法为锻造，以保证零件的机械性能。与转向 轴连接部分的套筒内部要求较小的粗糙度值，一般在Ra3.2以下。在与转向拉杆 的接触部分因受摩擦力，因此表面粗糙度要求很高。不超过Ra3.0o如下图所示:图3. 9转向拉杆长方体两端孔用于转向器与转向拉杆的定位，套上两孔用于与转向轴的定 位。套上的两根突出的圆柱杆用于限制转向系统的最大转角不超过45度，与下 压板反面的四根援助限位体配合完成角度的限位。在正常转动范围内，车辆可以自由转向，当转向到

21、达45度，套上的圆柱杆 就会接触下压板底部的限位体，使车辆不能再有更大幅度的转向，以保证车辆行驶过程中转向的安全。下压板底部的限位体如下图3.8所示：图3. 8下压板限位体（5）转向拉杆转向拉杆是转向系统转向的直接工作者，作用是将横向位移转换为车轮盘的 旋转运动。材料为45钢，制造方式为锻造。以保证拉杆的力学性能。转向拉杆成对使 用才能达到转向的目的。拉杆的安装螺栓松紧要适度，保证拉杆能自由转动。制造完毕，要对拉杆的 杆部进行喷漆等防锈处理。如下图所示：（6）轮盘轮盘是转向系统实现转向最后一个环节的部件，主要用于转向的直接工作。 轮盘不仅只是单一的转向部件，还是安装前车轮、实现车轮转向系统、减

22、震系 统等与车体连接的重要部件。材料选择可以为铸铁。轮盘的设计制造最主要的 就是要保证各部分的连接强的，部件的各个部分都比较厚大。如下图所示：图3.10转向轮盘与轮盘相垂直的轴为安装车轮的轴，与轮盘相平行的轴为轮盘连接车体的 示意轴，轮盘方条上的两端孔为连接转向拉杆的孔。轮盘方条在铸造后要打磨, 保证表面的粗糙度不大于Ra3.2。轮盘连接车体的部分必须安装减震机构，使车 辆运行平稳，乘坐舒适。转向系统的总装配装配是转向系统设计的最后环节。也是保证转向系统工作的最关键环节。 以上介绍的所有零件装配在一起必须保证转向系统能正常，平稳的工作。因此 要求其装配定位精度不能有太大误差，否则会产生噪音。转

23、配的所有连接环节, 除轴定位组合件与底板之间的配合外，都需要润滑。转配总图如下图3.11所示:一,，图31总装配图以上装配为转向系统的骨架装配，在装配的细节处理上还需要与之相匹配的 配合部件。设计计算小车的总重量为200kg为2000N,小车最大加速度a=0. Bm/s?作用在前 轮轴的最大法向力为Fa=2000N,最大切向力/= 200 x0.3 = 6ON,小车前 进时转轴的输出功率=耳乂v = 60、3 = 180卬=0.18。根据后轮转速与前轮 转速相同可知前轮转速为165r/min=2. 75r/s。查表得45钢的校核系数Ao=llO. 由以上数据可得轴的最小直径d =A忠=11.2

24、mm。选取轴的最小直径为15mm 足以满足轴的强度和转矩要求。后轮的载荷要比前轮大的多，前轮使用与后轮 直径相同的轴不仅能更好的满足轴的力学性能需求，而且便于制造和装配。但 是在使用45钢时要求对45钢作调制和表面渗碳处理，使轴的刚度更高，使用 寿命更长。制动系统设计制动器是保证车辆安全行驶的重要部件。它的作用是控制行驶中的车辆的 车速，保证车辆以适当的减速度降低车速，并在紧急情况下，使车辆在最短的 制动时间（或距离）内稳定可靠地停止行驶。在代步小车中所用的制动系统类似于摩托车上的制动系统。液压盘式制动系统的结构和原理它运用杠杆原理和帕斯卡定律，通过制动液将手柄制动力放大并传递到制动 钳活塞上

25、，活塞推动摩擦衬片与随车轮一起旋转的制动盘相互摩擦而产生阻碍 制动盘运动的力，即为制动力。该制动力通过制动盘传递到车轮,从而达到进行制动的目的动力。制动器工作原理图如图所示。设计计算为保证制动器可靠工作，要通过计算制动减速度和地面制动力来计算制动 器的管路压力、制动力距、制动液排量和工作行程。(1)制动减速度和制动效率现按摩托车制动性能试验方法的要求，受试代步车在试验区间至规定的初速度 时进行紧急制动，直至停车，制动距离应满足制动性能要求。为了计算方便通常设计摩托车施压制动后为匀减速行驶。初速度为 (km/h)，制动距离为外 (由 相关国家标准可知为5m),则满足制动距离要求的最小减速度。和制

26、动效率(分 别为: 心一=一 = 6,95力25.92x50 25.92x5eo = 1 = 0.71(2)9.8考虑到从发现障碍物到实施制动，其间经历了反应时间，系统协调时间等因素, 所以为了保证制动距离不超过规定性能要求，设计时按规定施加的制动力产生 的制动减速度应比(1)式计算值大即： a =女)=9. 38 (m/s2)式中为匕安全系数，通常占二1中1.5。m总=150kg缓冲与减震系统的设计缓冲与减震在任何车辆系统中都是重要的部分，它不仅能够使骑乘者的骑 乘更加舒适，而且由于现在的减震系统一般都装有气压或液压减震，使得车辆 的行驶更加的安全，不易侧翻。缓冲与减震系统的作用以及原理在本

27、次设计中，缓冲及减震器的工作原理图如下图悬挂系统SISPEN51。、SYSTEM图3.12工作原理图缓冲弹簧的设计计算(1)初始条件的确定已知：车辆总重为团总二150kg 车重7 = 40依IX最小工作载荷及最大工作载荷由得：心总=200kg xg = 1960N平均分配到四组弹簧上，得：彳ax = 490 N设车在行走过程中车轮不离开地面，取最小工作载荷为空载时的载荷的60%,即 匕in总=40kgxgx60% = 235.2N，平均分配到四组弹簧，得：Pn血= 58.8N2）、确定工作行程：车轮半径为R=125mm,取工作行程H=40%R=50mm3）、弹簧类别：确定弹簧类别为n类。4）、

28、确定载荷性质：冲击载荷。5）、端部结构确定：两端圈并紧并磨平。6）、弹簧材料：碳素弹簧钢丝C级，取材料为65Mn。（2）、参数计算1）、匕滤弹簧的最大工作载荷。心=小=齐490 = 3502）、匕访的最小工作载荷沁=2.8 = 42.3）、弹簧要求的刚度p -Pp=的 1nm = 6. 16N / mmH4）、要求的工作极限载荷夕卜：P =1.25 = 1.25 x 35ON = 437.5N5）、初选材料直径d及中径D （mm）,根据片、值，从机械设计手册查表得：表3. 2类 别d (mm )D (mm )” (N)/7i(mm)(N/mm)DX max(mm)in(mm)外 簧435467

29、.67.93159.02743注：d材料直径 D弹簧中径P,极限工作载荷工作极限载荷下的单圈变形量Pd单圈刚度Ox max最大心轴直径Dgn最小套筒直6)、最大工作载荷下的变形量. max X H 490 x 50 UN ”H max = 56.82 加?匕4in 490 -58.8皿 皿=26827)、选用弹簧的最大工作载荷Pmax(N)% 0.8xP/ 0.8x467.6 490N最小工作载荷(Pmin =58. 8N)41n =42.010 58.810)、最大工作载荷下的单圈变形量% = 0.8/y = 0.8 x 7.931= 6.344811)、有效圈数n令黑取幺。12)、总圈数N

30、夕卜： = n + 2 = 9.0 + 2 = ll13)、最大工作载荷下的实际变形量Mmax (mm)风.=叫皿=9x6.3448 = 57.1032()14)、最小工作载荷下的实际变形量AHn“n()min = Max 萍=6.38()max15)、极限工作载荷下的变形量为(?)A切= x % = 71.379(?)16)、节距 t (mm)7 = 1 + 力=11.93117)、自由高度计算H = + 1.51 = 9x11.931 + 1.5x4 = 113.379表3. 3弹簧参数表项目（单位）符号弹簧总圈数（圈）n11材料直径（m m）d4有效BHKn 09自由高度HO113.54

31、传感检测部分设计代步小车控制系统电路总体设计思想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转换器把采集 的信号通过ADC0809数模转换器将模拟信号传给单片机，利用单片机控制、驱 动电路及显示电路从而达到控制电动车的要求。方案论证从该系统设计要求可知，通过霍尔传感器感应外界信号传给单片机，由单片 机计算出车速并传给数码管显示器显示出来。车速的控制有ADC0809接受的外 界数字信号转换成模拟信号传给单片机，由单片机控制其加速或减速。显示系 统用串行口输出方式显示，外接串并转换芯片74HC164可以实现静态显示，串 口 P3.0, P3.1外扩两片74LSHC164串并转换芯片既可满足

32、要求，选用共阳接法 的数码管。设计原理硬件设计本设计的硬件电路主要包括最小系统、控制系统、显示系统、驱动电路四 大部分组成。最小系统主要是为了是单片机正常工作;控制电路主要由ADC0809 组成，由操作者根据相应的工作需求进行操作；显示电路由数码管和74HC164 芯片组成，主要是显示电动车的车速；驱动电路有OP07及其他相关元件组成， 主要是对单片机输出的脉冲进行功率放大，从而驱动电机。最小系统用0MOPIINlPI2T02P13W3H4N4P!5MS01，加6PI 7T07anKOINTOKIT22nIDK4WSmXI内RESETRLXDALE审WKpsa315!419I?图4.1最小系统

33、单片机最小系统或者成之为最小应用系统，是指用最少的元件所组成的单 片机可以工作的电路系统，而对于51系列的单片机来说，最小系统一般包括： 单片机，复位电路，晶振电路。复位电路通常有两种基本形式：上电或开关复位和上电复位。上电复位是 要求电路接通电源后，自动实现爱位。而上电或开关夏位是要求电路接同电源 后，单片机自动复位，并在单片机运行期间，用开关操作也能实现复位。常用 上电后开关复位。上电后，由于电容C3的充电作用，使RST持续一段时间的 高电平，持续两个机器周期以上就将复位。单片机在运行当中时，按下复位健 S1后松开，也能使RST为一段时间的高电平,从而实现上电或开关复位的操作。晶振电路：8

34、051单片机酌时钟信号通常有两种形式的到，内部震荡方式和 外部震荡方式。在引脚XTALI和XTAL2外接晶体振荡器或陶瓷谐振器，就构 成了内部振荡方式。由于单片机内部有一个高增益反向放大器，当外接晶振后, 就构成了自激振荡器并产生震荡时钟脉冲。内部振荡电路的外部电路图如图2 所示。其电容一般在5-30PFo晶振频率的典型值为12MHZ,采用6MHZ的情 况也比较多。内部振荡方式所得的时钟信号比较稳定，实用电路中使用较多。控制电路ADC0809是CMOS工艺，采用逐次逼近法的8位A/D转换芯片，28引脚双列 直插式封装，片内除A/D转换部分外还有许多模拟开关部分。其电源电压由于 是COMS芯片，

35、允许的电压较宽，可以是+5T15V。控制电路由以98C51单片机和ADC0809为主组成的电路，控制信号从 ADC0809的12管脚(REF)进入，通过ADC0809进行数模转换，将转换成的模 拟信号传给单片机由P2进入。再有单片机根据采集的数字量的大小进行，来控 制P3.7输出脉冲的占空比进而控制驱动电路功率管的开通与关闭。这样通过改 变PWM的方法来控制功率管输出功率进而控制电动机的运行速度，从而进一步控制电动车进行加速或者减速。ADDCALEIN ABLE SHARK CIOCXU2图4.2控制电路;s242-5%2.7hhlVi3.如果 Vo3 V4,则 Vo5 为 “1”，端 10

36、得到高电平, 关闭PWM输出，实现大电流保护.其设定值可由W1或V4调节.另一方面， 蓄电池电压U分压后与Vo3共同作用于A4反相端，组成“或非”功能电路.只有两个信号均为“低”（U下降到欠压设定值，电流不大于额定值）时，Vo4为 关闭PWM输出，实现欠压保护.只要两个输入信号中有一个是“高”（U 不小于欠压设定值，或电流较大），Vo4为，电路正常可控.本电路为暂态保 护，如需对保护时间进行设定，则可对控制信号进行延时保存，直至形成需人 工复位的“死保护”。刹车保护刹车时，为避免大电流对控制器、电机、蓄电池的冲击，要求在刹车瞬间 即刻关闭PWM输出，即关掉电动机电源，电动车随即进行刹车。Pl.

37、dD7RI3的刹隼开关图4.7低压指示灯图4.6刹车保护电路低压指示灯当电动车电瓶电压小于一定值时，欠压保护电路将会发出一触发信号，触发 单片机的低压保护程序，单片机发出信号使发光二极管发光。该电路能提示车 主给电动车电瓶充电，具有保护电动车电瓶的作用。P10 pii P12 P13 P14 P15 P16 P17NT1 N1DT1 TOEVVPXI X2RESET而 WR总硬件原理图图4.8总原理图软件设计通过分析可以看出，可以有多种方法实现该系统的功能，由于随时有可能输 入加速、减速信号，因而用中断方式效率最高，本设计主要用到外部中断0,用 它来计算车轮旋转圈说，且用定时器T1来记忆固定旋

38、转圈数所需要的时间用以 些算车速。而对于低压保护和刹车保护则用查询方式。数码管显示使用静态显主程序设计主程序中要完成的工作主要有系统初始值的设置、系统状态的显示、及驱动 程序。其中显示程序有电压过低时的警示，车速的显示。驱动程序也就是把霍 尔手柄的变动的0-5V的模拟电压信号通过AD0809转换成数字量用这个数字量 作为输出脉冲高低电平的延迟子程序中的参数变量，这样就实现改变PWM占 空比从而改变车速的目的。主程序流程如图49所示。开始图4-9主程序流程图0003HINSERO0030H总程序HICOUNT72HLOWCOUNT71HORGEQU AJMP主程序EQU ORGMAIN:ORG0

39、000HAJMPMAINJNB TF1,GOON1INC ROTOCOUNT EQU 70H SCOUNTEQU60HADCEQU35HSTBITPl.2OEBITPl.4EOCBITPl.3PWMBITP3.7SETB EASETB EXOMOV PO, #00HMOV Pl , #00HSETB P1.0MOV TH1, #3CHMOV TL1, #0B0H WAIT:JB Pl.l, LOWPOWERGOON1：CJNE RO,#OFEH,GOON2MOV 71H,#00HMOV 72H,#00H GOON2：LJMP OUTPUTSPEEDJNBP1.0, STOP TOC o 1-5

40、 h z CLRSTSETBSTCLRSTJNBEOC,$SETB OEMOVADC,P2CLR OESETBPWMMOVA,ADCLCALLDELAYCLRPWM MOVA,#255 SUBBA,ADCLCALLDELAY SJMPWAIT 延时子程序DELAY: MOV R6, #1DI： DJNZ R6, DIDJNZACC,DIRET 刹车时停止PWM输出 子程序STOP:CLRPWMRET 电池电压过低警示子 程序LOWPOWER:MOV P1,#OFEH RET 代步车时速显示子程 序OUTPUTSPEED:PUSHPSWPUSHACCLJMPTOSPEEDMOVRI, LOWCO

41、UNTMOVA,R1MOVDPTR,#TABMOVCA,A+DPTRMOVSBUF,AKLO:JNBTl, KLOCLRT1INCRIMOVA,R1MOVDPTR,#TABMOVCA,A+DPTRMOVA,R5RLCAMOVR5, AMOVA,R6RLCAMOV 07H,CCLRCSUBBACCOUNTJB 07H,SXJNCSIMOV SBUF,APOPACCPUSHPSWRET 求时速子程序 TOSPEED:PUSHPSWPUSHACCMOVR6, #02HMOVR5, #0D0HDV:MOVR7, #08HSO:CLRADDA.TOCOUNTSJMPS2SI：INCR5S2：MOVR6,

42、ADJNZR7, SOMOVA,R5DAAMOVR5, AANLA,#0FHMOVLOWCOUNT.AMOVA,R5SWAPAANLA,#OFHMOVHICOUNTAPOPACCPOPPSWRET 外部中断0中断服务子 程序 INSERO:PUSHPSWPUSHACCINCSCOUNTMOVACCOUNTCJNEA,#01H,LOOP1SETBTRISJMPLOOP2LOOP1：MOVACCOUNTCJNEA,#OBH,LOOP2CLRTRICLRTF1MOVTH1, #3CHMOVTL1, #0B0HMOV TOCOUNT,ROMOVMOV SCOUNT,#OOH LOOP2：POPACCP

43、OPPSWRET1TAB:DB 11H,77H,92H,74HDB 38HJ8H,73H,10H,30 H,0FEHENDRO,#OOH5能源部分该系统供电部分主要由蓄电池和充电器构成。蓄电池是电动代步小车的动力 来源，是能源载体，其输出能量用于驱动电动机，输出受控于控制器。充电器 是给蓄电池充电的电器，它将市电转换为直流电并控制其电流和电压充入蓄电 池贮存起来，充电器质量参数的好坏直接影响蓄电池的电气性能和使用寿命， 必须相互搭配。蓄电池的选择该系统选用铅酸蓄电池因其价格低廉，材料来源丰富，技术和制造工艺较成熟，电池容量大，跟 随负荷输出特性好，无记忆效应，其含污染的成分比较少，可回收性好等。 电池参数：48V20Ah铅酸蓄电池的充电以及放电特性所谓蓄电池即是储存化学能量，于必要时放出电能的一种电气化学设备。 而铅酸蓄电池是通过阳极的二氧化铅以及阴极的铅浸到电解液(稀硫酸)中发 生化学反应来进行充电和放电的，当铅酸蓄电池连接外部电路放电时，稀硫酸 即会与阴，阳极板上的活性物质产生反应，