基于單片機(jī)的太陽(yáng)能電動(dòng)車(chē)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料
2025-07-03 19:40本頁(yè)面
【正文】 CCAVR 界面主控制模塊主程序流程圖，組合各個(gè)子程序模塊，實(shí)現(xiàn)小車(chē)的功能整合。而且這個(gè)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。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。本設(shè)計(jì)的源程序見(jiàn)附錄B。同時(shí)，充分的測(cè)試軟件，也要檢查錯(cuò)誤的故障排除工具很重要。該系統(tǒng)的功能是通過(guò)軟件和硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)軟件的可擴(kuò)展性，實(shí)現(xiàn)了電勢(shì)差。本設(shè)計(jì)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(gè)PWM信號(hào)不變，另一個(gè)的占空比減少一半；轉(zhuǎn)彎是其中一個(gè)PWM信號(hào)不變，另一個(gè)無(wú)PWM信號(hào)輸出。注意當(dāng)使能信號(hào)為0時(shí)，電機(jī)處于自由停止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)使能信號(hào)是1和IN1和IN2是00或11時(shí)，以防止電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)?？刂品绞胶椭绷麟妱?dòng)機(jī)狀態(tài)圖如表1所示。本設(shè)計(jì)選用四個(gè)I/O口中的PD4及PD5為PWM信號(hào)的輸出端口。在本設(shè)計(jì)中電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路由集成驅(qū)動(dòng)芯片L298N構(gòu)成，并結(jié)合PWM進(jìn)行調(diào)速。 H型全橋式驅(qū)動(dòng)電路作為直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路使用。模擬信號(hào)的脈寬調(diào)制可以大大延長(zhǎng)通信距離。噪聲只有足夠強(qiáng)到邏輯1改變?yōu)檫壿?或改變一個(gè)邏輯0到邏輯1時(shí)，可對(duì)數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生影響。PWM的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)整個(gè)過(guò)程都是數(shù)字形式的，無(wú)需進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。它是一種模擬信號(hào)電平的數(shù)字編碼的方法。 PWM調(diào)速原理我們通常將脈沖寬度調(diào)制（PWM）簡(jiǎn)稱(chēng)脈寬調(diào)制。使用驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的L298N芯片，該芯片可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)一個(gè)兩相步進(jìn)電機(jī)和四相步進(jìn)電機(jī)。額定功率25W。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?；蚴怯商?yáng)能電池板產(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)。但是太陽(yáng)能的有效利用，往往需要一個(gè)太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤，和車(chē)輛需要一個(gè)合理的能量分配控制裝置。車(chē)子運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果能量供給的電力需求大于發(fā)動(dòng)機(jī)的需要，車(chē)子就會(huì)自動(dòng)將多余能量?jī)?chǔ)存在蓄電池中供以后使用。當(dāng)太陽(yáng)能汽車(chē)在行駛過(guò)程中，如果條件好的陽(yáng)光或照明條件下，太陽(yáng)能汽車(chē)將使用太陽(yáng)能發(fā)電和儲(chǔ)存在電池動(dòng)力車(chē)一起工作；太陽(yáng)能汽車(chē)停止時(shí)，所有的蓄能器儲(chǔ)存。工作電壓處于50V~200V間，并提供高達(dá)約1000W的電力。許多獨(dú)立的硅相結(jié)合（接近1000）的太陽(yáng)能電池陣列的形成。太陽(yáng)能汽車(chē)的尺寸和元件成本約束矩陣式。圖4 尋跡模塊電路圖 能量采集模塊太陽(yáng)電池方陣是太陽(yáng)能最主要的能量采集點(diǎn)。圖3 RPR220 當(dāng)汽車(chē)在非黑色的地面上行駛，安裝在由反射器發(fā)射的紅外信號(hào)的汽車(chē)紅外發(fā)射，由接收管接收，接收信號(hào)通過(guò)光敏三極管開(kāi)啟。跟蹤在傳感器的模塊電路是RPR220，如圖3所示。通過(guò)轉(zhuǎn)變的太陽(yáng)能車(chē)方向（轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)）控制，舵機(jī)輸出力矩驅(qū)動(dòng)的智能車(chē)轉(zhuǎn)向。圖2是共同帶圖的最低系統(tǒng)單片機(jī)編程接口。 第三章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)中央處理器我們采用ATMEGA16單片機(jī)，這是因?yàn)锳TMEGA16是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)具有16k Bytes ISP的可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，ATMEL公司高密度制造的標(biāo)準(zhǔn)MCS51與其中的指令系統(tǒng)兼容。由于其內(nèi)部的高速電動(dòng)機(jī)提供的原始能量，傳動(dòng)齒輪組速度(減速)，你可以有更大的扭矩。方案1：采用步進(jìn)電機(jī)角度可旋轉(zhuǎn)，準(zhǔn)確的定位，雖然采用步進(jìn)電機(jī)有許多優(yōu)點(diǎn)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩不足時(shí)，與旋轉(zhuǎn)速度的增加而降低，并且更高的速度會(huì)急劇下降，轉(zhuǎn)速低，不適合用于車(chē)輛和系統(tǒng)的運(yùn)行速度要求。電機(jī)驅(qū)動(dòng)使用該芯片作為核心，具有得天獨(dú)厚的性能優(yōu)勢(shì)。此電路由于管子在飽和截止模式下，效率較高高；H橋電路可以保證控制方向和轉(zhuǎn)速；開(kāi)關(guān)速度快，功能性比較穩(wěn)定，是一種較廣泛使用的技術(shù)。此解決方案的優(yōu)勢(shì)是中繼電路簡(jiǎn)單，但劣勢(shì)是中繼的響應(yīng)時(shí)間非常慢，且容易損壞、壽命短，因而不建議使用。(3)系統(tǒng)內(nèi)從新編程（ISP InSystem Programming) 功能 總之，AVR單片機(jī)閃存，可以重新編程在系統(tǒng)內(nèi)通過(guò)SPI串行接口或一般的程序，極大的方便了新產(chǎn)品的維護(hù)和開(kāi)發(fā)。AVR單片機(jī)片內(nèi)資源豐富。(2) 性能價(jià)格比高 單片集成電路具有小器件引腳（英尺），也有較大的存儲(chǔ)容量，更針對(duì)設(shè)備，讓用戶充分的選擇。雖然高速訪問(wèn)寄存器RISC文件擁有32個(gè)通用的工作寄存器，但通用工作寄存器更換蓄電池時(shí)，不僅執(zhí)行指令在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)訪問(wèn)兩個(gè)相互獨(dú)立的寄存器，更有代碼效率十倍快于常規(guī)CISC微控制器。AVR單片機(jī)的特點(diǎn)(1) 速度快 AVR單片機(jī)擁有較高的MIPS / MW8位微控制。另一個(gè)調(diào)節(jié)器電路的電源額定電壓傳送到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。太陽(yáng)能電池用多晶硅太陽(yáng)能電池板，轉(zhuǎn)換電壓通過(guò)調(diào)節(jié)器的電池充電，然后由其他電路塊電池供電。 第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)本系統(tǒng)是基于單片機(jī)為核心，作為太陽(yáng)能汽車(chē)控制芯片的核心ATMEGA16，利用光伏效應(yīng)，通過(guò)太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，儲(chǔ)存在電池中，并采用電力驅(qū)動(dòng)車(chē)輛。系統(tǒng)的分析和可行性的研究包括：整體功能，功能模塊，每個(gè)模塊的電路設(shè)計(jì)，以及軟件設(shè)計(jì)和整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊電路的調(diào)試。主要內(nèi)容有：核心控制模塊、 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、方案選擇和光電轉(zhuǎn)換模塊的設(shè)計(jì)。（2） 選擇性價(jià)比高的器件來(lái)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，采用模塊化軟件設(shè)計(jì)方法，程序結(jié)構(gòu)明了，可讀性好。從以下幾個(gè)方面對(duì)本課題進(jìn)行研究任務(wù)。本課題目標(biāo)是利用太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)綠色汽車(chē)駕駛，這一研究項(xiàng)目的主要目的是不僅滿足消費(fèi)者出行需求，同時(shí)保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源。但是，如果在未來(lái)我們可能運(yùn)用大型太陽(yáng)能發(fā)電裝置，用太陽(yáng)能電池為電動(dòng)汽車(chē)充電，太陽(yáng)能大規(guī)模使用必經(jīng)成為未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。太陽(yáng)能電動(dòng)汽車(chē)使用輕量級(jí)昂貴航空材料，成本自然是非常昂貴的。日本一家公司通過(guò)太陽(yáng)能菲涅耳透鏡聚焦技術(shù)，在小面積的太陽(yáng)能電池上實(shí)現(xiàn)了捕捉上百萬(wàn)的太陽(yáng)能，使轉(zhuǎn)換效率大幅度提高。由于謀些問(wèn)題，太陽(yáng)能電池板的特殊光學(xué)射線技術(shù)暫是沒(méi)有得到應(yīng)用。光電轉(zhuǎn)換效率是制約太陽(yáng)能電動(dòng)車(chē)發(fā)展的瓶頸?？梢哉f(shuō)，以太陽(yáng)能為動(dòng)力的電動(dòng)車(chē)是永恒的綠色交通出行工具。關(guān)鍵詞：電動(dòng)車(chē)； AVR單片機(jī)； 太陽(yáng)能板； 電機(jī)驅(qū)動(dòng)
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