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基于单片机的电动车直流调速系统的设计与实现

目　　录

摘要...................................................................................................................1

1 概述................................................................................................................3

1.1 电动车的发展史......................................................................................3

3.2 显示电路..................................................................................................8

3.3 控制电路................................................................................................11

3.4 驱动电路及原理....................................................................................12

4 主要器件性能及原理..................................................................................16

4.1 8051 单片机内部结构...........................................................................16

4.2 A/ D 转换芯片.......................................................................................20

4.3 永磁无刷直流电动机............................................................................23

4.4 三端式稳压器 78L05 的工作原理 ......................................................27

4.5 集成转速传感器 KMI15-1....................................................................30

4.6 译码器....................................................................................................35

参考文献.........................................................................................................46

摘　　要

单片机控制的永磁无刷直流电动机调速系统适用于电动自行车等小

功率的工作情况，并能将多余的电能回馈。该系统具有调速性能好、功

率因数高、节能、体积小、重量轻等优点。

本文从系统要求分析入手，将整个系统分成四个部分，分析和讨论

了各个部分的电路原理、控制策略、实现方法。详细讨论了系统的各种

工况及信号的传递情况，并得到了系统各个部分在不同工况的工作状态。

系统各个部分的控制电路基于 Intel 公司的控制芯片 8051 单片机。根据永

磁无刷直流电动机的特性实施脉宽 PWM 控制，并通过转速传感器测量

转速通过八段数码管动态显示转速，通过软硬件的配合，实现整个系统

efficiency, small size, light weight and so on.

Starting from the system requirements of this article, the whole system

is divided into four parts, analyze and discuss the various parts of the circuit

theory, control strategy, implementation. Discussed in detail the various

operating conditions and signal transduction, and to all parts of the system are

obtained in different conditions of the working state. Various parts of the

system control circuit control chip based on Intel's 8051. According to the

characteristics of permanent magnet brushless DC motor PWM control of the

implementation of pulse width, and speed through the speed sensor digital

dynamic display by eight out speed, through the coordination of hardware and

1 概 述

的研制上长期未能取得突破，从 20 世纪 20 年代初至 60 代末，电动车

的发展进入了一个沉寂期。进入 70 年代以来，由于中东石油危机的爆发

以及人类对自然环境的日益关注，电动车才再度成为技术发展的热点。

近几十年来，主要工业化国家为电动车的开发投入了大量的人力和财力，

电动车的各项相关 技术也取得了重大的进展。尽管电动车在能源和行驶

里程的研制方面，至今尚未取得突破性 的进展，但是电动车的美好前景

仍然激励着人们锲而不舍地开发新型电动车，改善其性能。

现代电动车的能源系统、电机驱动系统、智能化的能量管理系统、

充电系统、车载空调系统和变速系统，电动车的基础设施建设以及未来

智能化的交通系统的发展。根据各类子系统的不同特点.近年来，各种显