基于單片機(jī)的太陽能電動車設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-24 19:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 后使用。且矩陣不能提供足夠的太陽能到發(fā)動機(jī)、電池備份存儲在能源驅(qū)動器將相應(yīng)增加。但是太陽能的有效利用，往往需要一個太陽能最大功率點(diǎn)跟蹤，和車輛需要一個合理的能量分配控制裝置。但是卻非常實(shí)用?；蚴怯商柲茈姵匕瀹a(chǎn)生光功率的峰值功率跟蹤器，和電池充電控制器蓄電池或發(fā)電機(jī)。 L298N電機(jī)驅(qū)動芯片L298N一種高電壓、高電流電機(jī)驅(qū)動芯片。該芯片采用15腳其實(shí)物圖及直流電機(jī)實(shí)物如圖5所示。圖5 L298N及電機(jī)實(shí)物圖L298N主要特點(diǎn)是：工作電壓高達(dá)47V；較大的輸出電流瞬間峰值，連續(xù)工作電流。額定功率25W。高電壓和兩個H橋全橋驅(qū)動程序，可以驅(qū)動直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)，因而繼電器線圈感應(yīng)負(fù)載；或采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號控制；用一個啟用控圖6 L298N引腳制側(cè)；在工作的內(nèi)部邏輯電路部分可以是一個外部檢測電阻，將變回一個控制電路。使用驅(qū)動馬達(dá)的L298N芯片，該芯片可以同時驅(qū)動一個兩相步進(jìn)電機(jī)和四相步進(jìn)電機(jī)。 引腳1和引腳15與電流檢測電阻連接到控制負(fù)載電路；outout2和outout4之間分別接2個直流電機(jī)；控制電機(jī)的電勢輸入1 4輸入的正反轉(zhuǎn)控制；使控制電機(jī)停止。 PWM調(diào)速原理我們通常將脈沖寬度調(diào)制（PWM）簡稱脈寬調(diào)制。它是一種通過微處理器的數(shù)字輸出的模擬電路進(jìn)行控制非常有效的技術(shù)，大量低應(yīng)用于測量，通信，功率控制等廣闊領(lǐng)域。它是一種模擬信號電平的數(shù)字編碼的方法。當(dāng)電源電壓不變下，電樞電壓大小由占空比決定，通過改變電壓平均占空比，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速目的。PWM的一個優(yōu)點(diǎn)整個過程都是數(shù)字形式的，無需進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。信號保持為數(shù)字形式有利于噪聲影響降到最小。噪聲只有足夠強(qiáng)到邏輯1改變?yōu)檫壿?或改變一個邏輯0到邏輯1時，可對數(shù)字信號產(chǎn)生影響。增強(qiáng)的抗噪聲模擬PWM控制是有時用于通信的部分原因。模擬信號的脈寬調(diào)制可以大大延長通信距離。同樣的在接收端，通過改變RC或LC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)而濾除高頻方波調(diào)制的信號從而恢復(fù)成模擬信號。 H型全橋式驅(qū)動電路作為直流電機(jī)驅(qū)動電路使用。該驅(qū)動電路可以在四象限直流電動機(jī)運(yùn)行，分別對應(yīng)前進(jìn)，前進(jìn)，后退，反接制動剎車。在本設(shè)計中電機(jī)驅(qū)動電路由集成驅(qū)動芯片L298N構(gòu)成，并結(jié)合PWM進(jìn)行調(diào)速。ATmega16單片機(jī)本身帶有四個PWM輸出端口，通過設(shè)定其內(nèi)部參數(shù)來控制PWM的輸出，來改變脈沖寬度調(diào)制的占空比。本設(shè)計選用四個I/O口中的PD4及PD5為PWM信號的輸出端口。它的基本原理圖如圖7所示?？刂品绞胶椭绷麟妱訖C(jī)狀態(tài)圖如表1所示。圖7 驅(qū)動電路表1 電機(jī)驅(qū)動控制方式及直流電機(jī)狀態(tài)ENAIN1IN2直流電機(jī)狀態(tài)0XX停止100制動101正轉(zhuǎn)110反轉(zhuǎn)111制動以直流電機(jī)PWM調(diào)速，設(shè)置IN1和IN2，確定電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，以使能輸出PWM脈沖，速度可以實(shí)現(xiàn)的。注意當(dāng)使能信號為0時，電機(jī)處于自由停止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)使能信號是1和IN1和IN2是00或11時，以防止電動機(jī)旋轉(zhuǎn)。如果汽車掉頭的控制，ENA和ENB PWM輸入信號的不同，實(shí)現(xiàn)速差，直流電動機(jī)的需要，以便實(shí)現(xiàn)汽車車削。本設(shè)計中有微調(diào)轉(zhuǎn)彎和轉(zhuǎn)彎兩種轉(zhuǎn)彎狀態(tài)，微調(diào)轉(zhuǎn)彎是其中一個PWM信號不變，另一個的占空比減少一半；轉(zhuǎn)彎是其中一個PWM信號不變，另一個無PWM信號輸出。 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計軟件設(shè)計作為系統(tǒng)的靈魂，它協(xié)調(diào)著各個功能模塊工作正常。該系統(tǒng)的功能是通過軟件和硬件來實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)軟件的可擴(kuò)展性，實(shí)現(xiàn)了電勢差。系統(tǒng)軟件采用的模塊化設(shè)計方法，編程和調(diào)試非常簡單，同時還可以減少軟件故障率。同時，充分的測試軟件，也要檢查錯誤的故障排除工具很重要。在此設(shè)計中，系統(tǒng)的軟件設(shè)計包括主要程序設(shè)計、程序跟蹤模塊設(shè)計，直流電機(jī)控制編程。本設(shè)計的源程序見附錄B。 ICCAVR簡介 本次設(shè)計使用的是ICCAVR軟件開發(fā)環(huán)境，它是一種使用ANSI 標(biāo)準(zhǔn)C語言來進(jìn)行開發(fā)微控制器程序的一個工具，是一個全面的編輯和項(xiàng)目經(jīng)理的集成工作環(huán)境（IDE），ICCAVR界面如圖8所示。所有的源文件被組織成項(xiàng)目，編輯和項(xiàng)目和文件（項(xiàng)目）建筑在IDE環(huán)境下完成。狀態(tài)窗口中顯示編譯錯誤，當(dāng)鼠標(biāo)單擊錯誤時，光標(biāo)會自動跳轉(zhuǎn)到出錯行進(jìn)行修正。而且這個工程管理器還能直接產(chǎn)生INTEL HEX格式文件并可以在AVR Studio中調(diào)試的COFF格式的調(diào)試文件。還可以根據(jù)芯片類型的要求，每個端口的初始化，中斷，串口等，選定后，單擊“確定”來獲得所需的硬件初始化程序。圖8 CCAVR 界面主控制模塊主程序流程圖，組合各個子程序模塊，實(shí)現(xiàn)小車的功能整合。在初始化各個變量后，讀取各子程序，通過各程序來檢測信號，并對小車控制。主要程序有：能量接收子程序，充電子程序，小車驅(qū)動子程序。計算機(jī)將最終通過小車驅(qū)動程序控制小車，實(shí)現(xiàn)小車的充電和驅(qū)動，從而實(shí)現(xiàn)本設(shè)計的要求。能量模塊子程序主要采集外部電路紅外對管的信號進(jìn)行編譯處理，以便判斷小車的下一步動作。此模塊子程序接收外圍紅外檢測電路信號，將接收到的信號進(jìn)行信息編碼，紅外檢測外圍電路紅外對管位置。當(dāng)紅外對管檢測到黑線時所在紅外對管輸出高電平，外圍電路紅外對管狀態(tài)進(jìn)行信號編碼后對應(yīng)表格如表2，將信號進(jìn)行處理編碼之后，判斷信號類型，當(dāng)信號為：1000，1100，1110，0100時單片機(jī)送出左轉(zhuǎn)信號；當(dāng)信號為：0001，0011，0111，0010時單片機(jī)送出右轉(zhuǎn)信號；當(dāng)信號為：0111，1111時單片機(jī)送出直走信號；當(dāng)信號為：0000時停止。而信號0101，1010，1101，1011，1001為無效信號。表2 外圍電路紅外對管狀態(tài)進(jìn)行信號編碼后對應(yīng)表外圍紅外對管輸出狀態(tài)信號編碼結(jié)果外圍紅外對管輸出狀態(tài)信號編碼結(jié)果1號低2號低3號低4號低00001號低2號低3號高4號低00101號高2號高3號高4號高11111號低2號高3號高4號低01101號高2號低3號低4號低10001號低2號低3號高4號高00111號高2號高3號低4號低11001號低2號低3號低4號高00011號低2號高3號低4號低010
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