基于单片机的电动自行车控制系统的硬件设计.doc

摘要:为了适应时代发展的需求，即绿色环保和新能源，电动自行车.因其无污染、节能等.特点无疑将成为.新能源车的中坚力量。凭借优良的.调速性能和负载特性，无刷直流电动机己经被.普遍地用于电动自行车.的动力系统。

本文主要介绍无刷直流电动机及其控制器的发展现状和趋势。 分析了无刷直流电机的结构和原理。 详细介绍了基于AT89C51单片机的控制器。 硬件方面实现功能有：转向输入设计，电源电路设计，驱动电路设计，制动电路设计，显示电路设计等。在系统的可靠性方面：研究了系统堵转，过流和欠压保护。本文还对影响控制器和单片机系统可靠性的因素进行了分析，并给出了解决方案。

本文设计的电动自行车控制器.具有结构简单、保护功能完善、成本较低的特点。

关键词：无刷直流电动机，电动自行车控制器，AT89C51单片机

目  录

摘  要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1课题研究背景-1

1.2电动自行车概念及其特点-1

1.3电动自行车驱动电机的发展及现状-2

1.4电动自行车控制器的研究现状-3

1.5电动自行车控制器的发展趋势-4

第二章 无刷直流电动机的工作原理和数学模型-6

2.1无刷直流电动机的结构-6

2.1.1电机本体-6

2.1.2转子位置传感器-7

2.1.3电子换相电路-7

2.2无刷直流电动机的工作原理-8

2.3无刷直流电机的运行特性-10

2.3.1机械特性-10

2.3.2调节特性-11

第三章 转子位置检测方法的研究-13

3.1 转子位置检测方法及对比-13

3.1.1无刷直流电动机的转子位置检测方法-13

3.1.2两种位置检测的有优缺点-13

3.1.3对比选择-14

3.2霍尔传感器的选择依据及位置检测原理-15

3.2.1霍尔传感器的选择优势-15

3.2.2霍尔传感器检测转子位置的工作原理-15

第四章 基于AT89C51单片机的控制器设计-17

4.1 系统硬件的整体结构-17

4.2 单片机选型-17

4.3 AT89C51单片机介绍-18

4.4 硬件设计与分析-19

4.4.1 外围电路-19

4.4.2 电源电路设计-21

4.4.3 手柄调速部分电路-22

4.4.4 制动电路-25

4.4.5 电机驱动电路-25

4.4.6 显示电路-26

4.5 附加功能-27

4.5.1 过流保护-27

4.5.2堵转保护模块-27

4.5.3欠压保护模块-28

第五章　单片机系统可靠性设计-29

5.1 接地技术-29

5.2 抗电磁干扰技术-29

第六章  总结与展望-30

6.1 总结-30

6.2 展望-30

参考文献-31

致谢-33

附录-34