毕业论文开题报告.doc

毕业设计（论文）开题报告姓 名专业电气工程及其自动化班级电力传动3学 号指导教师题目类型工程设计题 目电动自行车电控系统设计一、 选题背景及依据（简述题目的技术背景和设计依据，如实说明选题目的、意义，列出主要参考文献）1、题目的技术背景设计依据在环境污染,石油紧缺的今天,无污染、低噪声和节能的电动车已成为我国未来车辆发展的主要方向。在个人交通工具中，电动自行车得到越来越为广泛的应用。电动自行车主要包括三个方面的核心技术:电机、控制器和电池。电动车控制器应该是兼顾蓄电池及电机的实际使用情况进行综合设计，应充分考虑蓄电池、控制器、电机三者之间的关系，将它们作为一个综合的系统来设计，从而得到更为理想的电动车控制器。本课题利用单片机设计一款电动自行车电控系统，实现电动自行车的控制。控制器能够实现启动、速度的控制，具有速度指示、电池电量指示、电池欠压保护、电机过流保护、刹车断电等功能。在学过MCS-51系列单片机系统及其应用、传感器与自动检测技术和计算机控制技术相关课程的基础上，进行电动自行车控制技术的研究，能基本达到设计要求。2、选题的目的、意义 本设计主要是设计一个由单片机控制的电动车控制系统，操作者可通过单片机系统控制电动车的转速，其旋转速度和当前电量可以在数码管上显示出来。该设计具有结构简单、性能可靠使用方便。人类与环境共存和全球经济的可持续发展使人们迫切希望寻求到一种既能代替人力又低排放和有效利用资源的交通工具，电动车是一种安全、经济、清洁的绿色交通工具，不仅在能源、环境方面有其独特的优越性和竞争力，因此使用电动车无疑是一种很有希望的方案。现代电动车是融合了电力、电子、机械控制、材料科学以及化工技术等多种高新技术的综合产品。整体的运行性能、经济性等首先取决于电池系统和电机驱动控制系统。系统各部分的控制电路基于Intel公司的控制芯片89C051单片机，具有实际意义所以本设计与实际相结合，现实意义很强。3、主要参考文献资料1. 王俊峰 理工科学生怎样做好毕业设计M北京：电子工业出版社出版，2004，82. 朱善军 单片机接口技术及应用M北京：北京航天航空大学出版社出版，2003，3. 区建昌 电子设备的电磁兼容性设计M北京：电子工业出版社出版，2002，4. 潘新民 微型计算机控制技术M 北京：人民邮电出版社出版 1999，65. 张毅刚,彭喜源. MCS-51 单片机应用设计M. 哈尔滨工业大学出版社.20006. 周勇,李声晋,田海波，四轮独立驱动电动车的控制器设计，微特电机J,2008,27. 朱俊林,任志斌 基于P87LPC778单片机的电动车控制器拖拉机与农用运输车J,2007,38. 刘亮喜 无刷直流电动机原理及其应用J变频器世界，2001 , (1) 9. 谭建成 电机控制专用集成电路 M 北京：机械工业出版社，2002，1010. 李维清, 陈志勇, 王兴华 电动自行车用无刷直流电动机及其驱动系统J微电机，2003 , (1)，9-12 11. http:/www.21IC.com二.主要论文研究的主要内容、论文实现的主要功能、主要技术指标、解决的关键问题、论文研究的工作步骤1、毕业设计的主要内容 查阅资料，熟悉电动自行车控制系统要求，确定调速方法，合理选择单片机，确定技术方案，完成电动自行车电气控制系统的硬件设计，绘制相关图纸，编写程序，完成设计说明书撰写。 2、论文实现的主要功能电动自行车要求能实现自行车运行控制,除速度调节电位器外,还有一个最大速度给定电位器。要求具有速度控制、速度显示、蓄电池电压指示、转弯灯指示、系统运行状态指示、充电指示,并要求系统具有相应的保护功能。3、主要技术指标电机类型：稀土永磁有刷直流电机 电机型号： QYY3002036（300W/36V辐条式） 300W/36V辐条有刷电动车电机适用于有刷辐条电动自行车。有用于20寸，22寸,24寸，26寸四种型号。 其特点如下：1) 采用最先进的稀土永磁高能积磁性材料 2) 设计新颖，结构紧凑 3) 密封防水，防尘 4) 能在振动、冲击和高低温环境下工作（经受野外2000KM测试） 电机技术指标如下： 额定电压： 36 V 空载电流： 0.35 A 空载输入功率： 12.6 W 电机功率： 300 W 额定转速： 223/258 r/min 时速： 25-29 KM/H 额定转矩： 8.74（NM） 额定电流： 10.28(A) 额定输入功率： 371(W) 额定效率 ： 83.58 (%) 4、解决关键问题 1）显示电路和控制驱动电路的设计 2）信号抗干扰处问题3）直流调速系统中脉冲宽度调制（pwm）技术的应用 4）Protel软件调试 5、设计思路 本设计主要是设计一个由单片机控制的电动车控制系统，操作者可通过单片机系统控制电动车的转速，其旋转速度和当前电量可以在数码管上显示出来。该设计具有结构简单、性能可靠使用方便。1) 总体设计: 对于电动自行车电控系统设计主要有四个方面：一、控制电路的设计；二、传感器选择以及安放设计；三、显示电路的设计；四、程序设计。从总的方面来考虑，传感器的使用应该尽量减少单片机的信号处理量，但是又必须能使车行驶自如。控制电路要根据选用的电机和传感器来设计，主要考虑稳定性，抗干扰性。系统各部分的控制电路基于Intel公司的控制芯片89C51单片机，控制系统与电路用光耦完全隔离以避免干扰。控制上采用分时复用技术，仅用一块单片机就实现了信号采集 、电机控制和转速、电池电量显示。总体设计方框图2) 控制电路设计控制电路采用无极调速，由以89C51单片机和ADC0809为主组成的电路，控制信号从ADC0809的12管脚（REF）进入，通过ADC0809进行模数转换，将转换成的数字信号传给单片机由P2进入。再有单片机根据采集的数字量的大小进行辨别，以此来控制P3.7输出脉冲的占空比进而控制驱动电路功率管的开通与关闭。这样通过改变PWM的方法来控制功率管输出功率进而控制电动机的运行速度，从而进一步控制电动车进行加速或者减速。此方法通俗易懂，而且硬件电路简单易行，给焊接工作带来很多方便。3) 显示电路设计在显示电路中，主要是利用了单片机的串行口，单片机89C51的串行口是一个全双工的串行通信口，可以作为同步移位寄存器使用，其数据有RXD(P3.0)端串行输入和输出；而同步移位时钟有TXD（P3.1）端串行输出，在同步时钟的作用下，可以实现由串行到并行的数据通信。在该电路中，主要利用单片机的串行口外加芯片74 LS164构成了该电路的显示器。该电路主要用来显示电动车的车速和电动车电瓶的剩余电量，在本电路中数码管使用共阳极的。4) 电源电路设计24V直流电源经三端稳压器74L05输出即为单片机所要求的+5V电源。电路中接入电容C1、C2是用来实现频率补偿的，可防止稳压器产生高频自激振荡并抑制电路引入的高频干扰。大容量的C3是电解电容，以减小稳压电源输出端由输入电源引入的低频干扰。D是保护二极管，当输入端意外短路时，给输出电容器C3一个放电通路，防止C3两端电压作用于调整管的be结，造成调整管be结击穿而损坏。如图所示:稳压电路5) 单片机最小系统单片机最小系统或者成之为最小应用系统，是指用最少的元件所组成的单片机可以工作的电路系统，而对于51系列的单片机来说，最小系统一般包括：单片机，复位电路，晶振电路。复位电路通常有两种基本形式：上电或开关复位和上电复位。上电复位是要求电路接通电源后，自动实现复位。而上电或开关复位是要求电路接同电源后，单片机自动复位，并在单片机运行期间，用开关操作也能实现复位。常用上电后开关复位。上电后，由于电容C3的充电作用，使RST持续一段时间的高电平，持续两个机器周期以上就将复位。单片机在运行当中时，按下复位健S1后松开，也能使RST为一段时间的高电平，从而实现上电或开关复位的操作。晶振电路：8051单片机的时钟信号通常有两种形式的到，内部震荡方式和外部震荡方式。在引脚XTAL1和XTAL2外接晶体振荡器或陶瓷谐振器，就构成了内部振荡方式。由于单片机内部有一个高增益反向放大器，当外接晶振后，就构成了自激振荡器并产生震荡时钟脉冲。内部振荡电路的外部电路图如图所示。其电容一般在5-30PF。晶振频率的典型值为12MHZ，采用6MHZ的情况也比较多。内部振荡方式所得的时钟信号比较稳定，实用电路中使用较多。单片机最小系统6、论文研究的工作步骤1、熟悉题目要求，查阅相关科技文献2、方案设计（包括方案论证与确定、技术经济分析等内容）3、系统设计，硬件和软件设计（其中还包括理论分析、设计计算、实验及数据处理、设备及元器件选择等）4、撰写设计说明书（毕业论文），绘制图纸5、指定内容的外文资料翻译二、 毕业论文各阶段安排第1周 熟悉题目要求，明确设计任务，查阅相关资料。第2周 查阅资料。第3周 完成方案论证，撰写开题报告。第4周 确定设计方案，完成开题报告，通