基于單片機的太陽能電動車設計(編輯修改稿)
2025-07-24 19:40 本頁面
【文章內容簡介】 后使用。且矩陣不能提供足夠的太陽能到發(fā)動機、電池備份存儲在能源驅動器將相應增加。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。但是卻非常實用?；蚴怯商柲茈姵匕瀹a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。 L298N電機驅動芯片L298N一種高電壓、高電流電機驅動芯片。該芯片采用15腳其實物圖及直流電機實物如圖5所示。圖5 L298N及電機實物圖L298N主要特點是：工作電壓高達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橋全橋驅動程序，可以驅動直流電機和步進電機，因而繼電器線圈感應負載；或采用標準邏輯電平信號控制；用一個啟用控圖6 L298N引腳制側；在工作的內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。使用驅動馬達的L298N芯片，該芯片可以同時驅動一個兩相步進電機和四相步進電機。 引腳1和引腳15與電流檢測電阻連接到控制負載電路；outout2和outout4之間分別接2個直流電機；控制電機的電勢輸入1 4輸入的正反轉控制；使控制電機停止。 PWM調速原理我們通常將脈沖寬度調制（PWM）簡稱脈寬調制。它是一種通過微處理器的數字輸出的模擬電路進行控制非常有效的技術，大量低應用于測量，通信，功率控制等廣闊領域。它是一種模擬信號電平的數字編碼的方法。當電源電壓不變下，電樞電壓大小由占空比決定，通過改變電壓平均占空比，從而實現調速目的。PWM的一個優(yōu)點整個過程都是數字形式的，無需進行數模轉換。信號保持為數字形式有利于噪聲影響降到最小。噪聲只有足夠強到邏輯1改變?yōu)檫壿?或改變一個邏輯0到邏輯1時，可對數字信號產生影響。增強的抗噪聲模擬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網絡進而濾除高頻方波調制的信號從而恢復成模擬信號。 H型全橋式驅動電路作為直流電機驅動電路使用。該驅動電路可以在四象限直流電動機運行，分別對應前進，前進，后退，反接制動剎車。在本設計中電機驅動電路由集成驅動芯片L298N構成，并結合PWM進行調速。ATmega16單片機本身帶有四個PWM輸出端口，通過設定其內部參數來控制PWM的輸出，來改變脈沖寬度調制的占空比。本設計選用四個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狀態(tài)圖如表1所示。圖7 驅動電路表1 電機驅動控制方式及直流電機狀態(tài)ENAIN1IN2直流電機狀態(tài)0XX停止100制動101正轉110反轉111制動以直流電機PWM調速，設置IN1和IN2，確定電動機的旋轉方向，以使能輸出PWM脈沖，速度可以實現的。注意當使能信號為0時，電機處于自由停止狀態(tài)；當使能信號是1和IN1和IN2是00或11時，以防止電動機旋轉。如果汽車掉頭的控制，ENA和ENB PWM輸入信號的不同，實現速差，直流電動機的需要，以便實現汽車車削。本設計中有微調轉彎和轉彎兩種轉彎狀態(tài)，微調轉彎是其中一個PWM信號不變，另一個的占空比減少一半；轉彎是其中一個PWM信號不變，另一個無PWM信號輸出。 第四章 系統(tǒng)軟件設計軟件設計作為系統(tǒng)的靈魂，它協調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現，系統(tǒng)軟件的可擴展性，實現了電勢差。系統(tǒng)軟件采用的模塊化設計方法，編程和調試非常簡單，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。在此設計中，系統(tǒng)的軟件設計包括主要程序設計、程序跟蹤模塊設計，直流電機控制編程。本設計的源程序見附錄B。 ICCAVR簡介 本次設計使用的是ICCAVR軟件開發(fā)環(huán)境，它是一種使用ANSI 標準C語言來進行開發(fā)微控制器程序的一個工具，是一個全面的編輯和項目經理的集成工作環(huán)境（IDE），ICCAVR界面如圖8所示。所有的源文件被組織成項目，編輯和項目和文件（項目）建筑在IDE環(huán)境下完成。狀態(tài)窗口中顯示編譯錯誤，當鼠標單擊錯誤時，光標會自動跳轉到出錯行進行修正。而且這個工程管理器還能直接產生INTEL HEX格式文件并可以在AVR Studio中調試的COFF格式的調試文件。還可以根據芯片類型的要求，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，實現小車的功能整合。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，小車驅動子程序。計算機將最終通過小車驅動程序控制小車，實現小車的充電和驅動，從而實現本設計的要求。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，將接收到的信號進行信息編碼，紅外檢測外圍電路紅外對管位置。當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)進行信號編碼后對應表格如表2，將信號進行處理編碼之后，判斷信號類型，當信號為：1000，1100，1110，0100時單片機送出左轉信號；當信號為：0001，0011，0111，0010時單片機送出右轉信號；當信號為：0111，1111時單片機送出直走信號；當信號為：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)進行信號編碼后對應表外圍紅外對管輸出狀態(tài)信號編碼結果外圍紅外對管輸出狀態(tài)信號編碼結果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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