摘 要

随着世界环境问题的愈发严重，清洁可再生能源得到大规模应用的需求越加明显，为了推动这一倡导的发展，电动车的研发已经成为了当今世界各国面临的一个新的问题。电动车研发的核心内容就是电动车控制系统的设计。

电动车控制系统主要功能是实现电动车电机的速度调节功能，它是电动车的核心控制器件。本设计主要是设计一个由51单片机控制的的电动车控制系统.

本文电动车所要求的功能出发，就电动车控制系统的各种功能（加减速、前进倒车、刹车）实现原理以及实际可能发生意外情况（超载等）时控制系统做出的的反制功能做了详细介绍。系统各个部分都由89C51单片机进行核心控制，单片机根据直流电动机的特性实施脉宽PWM控制，通过软硬件的配合，实现整个电动车控制系统的设计要求。

关键词：PWM；直流电动机；51单片机；PID

Abstract

With the increasingly serious environmental problems in the world, the demand for large-scale application of clean renewable energy becomes more apparent. To promote the development of this advocacy, the development of electric vehicles has become a new problem faced by all countries in the world today. The core content of electric vehicle Ramp;D is the design of the electric vehicle control system.

The main function of the electric vehicle control system is to realize the speed adjustment function of the electric vehicle motor, which is the core control device of the electric vehicle. This design is mainly to design an electric vehicle control system controlled by 51 SCM.

Based on the required functions of the electric vehicle, this article describes the realization of various functions (acceleration, deceleration, forward reversing, and braking) of the electric vehicle control system, as well as the countermeasure functions that the control system may make when accidents (such as overload) actually occur. A detailed introduction. All parts of the system are controlled by the 89C51 microcontroller. The microcontroller implements pulse width PWM control according to the characteristics of the DC motor. Through the cooperation of hardware and software, the design requirements of the entire electric vehicle control system are achieved.

Key Words: PWM；MOTOR；AT89C51；PID

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 国外电动汽车发展状况  2

1.2.2 电动汽车国内发展现状  2

1.3 研究内容说明 3

第2章 方案论证及选择 4

2.1电动机的供电方案的选择 4

2.2 PWM调宽方式 4

2.3 显示模块的选择 5

2.4芯片的选择方案 5

2.5程序设计语言选择 6

第3章 硬件电路设计 7

3.1最小系统电路 7

3.2直流电机调速概述 8

3.3 PWM调速原理 8

3.4 硬件电路补充及不足之处 9

3.4.1过流欠压保护电路 9

3.4.2 刹车保护电路 10

第4章 软件系统设计 11

4.1 PID算法 11

4.2 主程序的设计 13

4.3 电机驱动程序 14

4.4 PWM波程序的设计 15

4.5 按键子程序的设计 16

4.6 LCD1602的显示程序 17

第5章 系统功能调试 20

5.1 调试软件介绍 20

5.2 Keil c51 软件的简介 21

5.3 实物演示 21

第6章 总结与展望 24

参考文献 25

附录A 程序设计 26

致 谢 36

第1章 绪论

当前，地球环境已经岌岌可危，各种环境问题频发，人们的关注点放到了新型能源交通工具，该类交通工具基本无污染，可以有效的减少对环境的污染，电动车便是其中之一。它使用电能来驱动电动机来运动，具有无污染、零排放的绿色优点^[1]。已经广泛应用于城市公交车以及学生校车等。虽然已经应用如此广泛，但是电动车的研究却从来没有停止过，电动车的性能提升一直是一个重要课题，电动车的性能很大一部分体现在控制系统上。电动车控制系统的本设计根据PID算法的原理，^[2]基于51单片机控制的直流电机设计了电动车控制系统，该系统所用元件较少，电路搭建简单，同时大量运用软件方法，成本因此较低，可靠性较高。值得在实践中得以推广。根据直流电动机的特性实施脉宽PWM控制，通过PID算法控制，软硬件相配合，操作者可以通过按键达到调速的目的，操作方便，实时速度通过直流电机的转速来显示。

1.1 研究目的及意义

汽车在改善了人们出行方式的同时，也在严重污染着环境。燃油汽车依靠化石燃料（石油）的燃烧的能量来获取驱动力，但是汽车发动机内燃料的燃烧不完全是理想化的。这些不完全燃烧产生的物质对人体都有不良影响。而且二氧化碳能使得在大气中截留地面反射的太阳光的红外辐射，并使之升温，温室效应的一个主要诱因就是二氧化氮的大量排放^[3]，而二氧化氮的主要来源正是燃油交通工具。 

在如此严峻的形势下，发展零排放的新能源汽车提上了日程，纯电动车作为新能源汽车的一类也引起了世界各国的广泛关注^[4]。而且他的驱动原理不是传统汽车那种燃烧爆缸的现象，噪音很小几乎没有，运行更加安静，可以满足人们舒适的生存环境。