基于proteus电动滑板车控制器的设计

基于proteus电动滑板车控制器的 第 卷第 期 Vol(8 No(6 8 6 金华职业技术学院学报 年 月 2008 12 Dec( 2008 基于PROTEUS 电动滑板车控制器的设计 廖任秀，陈桂兰 (金华职业技术学院，浙江金华 321007 ) 摘要:本文以Proteus 仿真软件为开发平台，详细介绍了电动滑板车控制器的硬件设计和软件设计。 控制器可以实现速度调 节、过热保护、欠压保护、过流保护和软启动等多种功能。 研究证明，在Proteus 环境下可完成单片机系统的硬件和软件调试、测试 系统的性能，在实际应用中可降低设计成本，缩短开发周期，提高效率。 关键词: ;滑板车;仿真 Proteus 中图分类号: 文献标识码: 文章编号: ( ) TP273 A 1671,3699 2008 06,0008,04 1 PROTEUS 的特点 统所需要的大部分功能， 很方便设计者自行设计、 开发，并能在很短时间内完成设计、调试工作。 当然， 功能强大， 也不能取代实际的单 Proteus 是由Labcenter Electronics 开发的功能 Proteus 强大的单片机仿真软件。 Proteus 与其他的仿真软件 片机系统，最后还是要搭建一个实物平台来进行验 [1] 证工作。 但它提供了一个很好的平台，节省了大量 相比较，有下面几个优点 。 (1)能仿真模拟电路、数字电路、数模混合电路。 的制作电路板的时间，从而使我们能将主要的精力 (2 )能绘制原理图、PCB 图。 放在系统设计上，对于提高产品的开发效率、 降低 (3 )几乎包括实际中所有使用的仪器。 开发成本等有重要作用， 能大大加快开发工作，减 (4 )其最大的亮点在于能够对单片机进行实物 少时间与经费的支出。 级的仿真。 从程序的编写、编译到调试， 目标版的仿 真一应俱全，支持汇编语言和 语言的编程。 还可 2 硬件设计 C 配合Keil C 实现程序的联合调试， 将Proteus 中绘 采用 为核心控制元件 由电压取样、 制的原理图作为实际中的目标板，而用Keil C 集成 AT89C51 , 环境实现对目标板的控制，与实际中通过硬件仿真 电流取样、 电机驱动电路、温度测量电路和 A/D 转 [2] 换电路等部分组成。 仿真电路图如图 所示 。 器对目标板的调试几乎完全相同，并且支持多显示 1 器的调试，即Proteus 运行在一台计算机上，而 Keil 2.1 电源电路 C 运行在另一台计算机上， 通过网络连接实现远程 电动滑板车用两组12V 的蓄电池为直流电机 的调试。 供电，从电池中间抽出 12V 的电源给MOSFET 开关 利用Proteus 进行单片机系统的开发的优点是: 管、 LM358 、 霍尔手柄供电。 12V 再经7805 稳压成 (1)速度快。 程序修改、编译后马上就可以看到 5V 给单片机供电。 效果。 而且可以根据实验结果对硬件电路进行快速 2.2 调速电路和刹车电路 修改。 电动车上使用的调速转把多为霍耳转把。 转动 (2 )花费低廉。 由于少了实际硬件电路的搭建， 转把，改变了霍耳元件周围的磁场强度，也就改变 也不用一次次地对电路进行实际的修改，可以为整 了霍耳转把的输出电压。 其中最常用的转把是输出 个开发工作减少很多支出。 1.0V,4.2V 的电压。 在Proteus 仿真中，采用电位器 (3 ) 功能强大。 由于具有交互式仿真的功能， 调节电压，使其输出在 1.0V,4.2V 之间，模拟调速手 Proteus 的仿真效果很形象。 而且具有丰富的元件 柄的输出。 输出电压输入ADC0834 的CH0 通道中， 库，可以很方便的搭建出需要的电路。 转换成数字量。 (4 )效率高。 由于它本身集成了开发单片机系 刹把就是一种开关，市场中大量使用电子常高 收稿日期: 2008,06,27 作者简介:廖任秀(1978- )，女，福建永定人，硕士、讲师，主要从事单片机应用系统的研究。 第 计 期 廖任秀等:基于 电动滑板车控制器的设 6 PROTEUS 9 图 电动滑板车控制器仿真电路图 1 刹把，电子常高刹把刹车时处于低电位，不刹车时 (电压增益为 ) 放大后送至 的 通 10 ADC0834 CH2 处于高电位。 在Proteus 中采用开关来模拟刹把信 道，转换成数字量。 号， 开关闭合时模拟刹车状态，P1.7 输入低电平; 2.4 温度测量电路 断开时， 输入高电平。 若刹车松开时 调速手柄 P1.7 , 当控制器处于非正常状态或电动车处于 长期 不在初始位 则软件控 制 脉冲宽度逐渐增加 , PWM , 过载运行时，控制器的温度会升高，温度过高会使 使速度逐渐加快 提高 驾驶的舒适性 实现软启动的 , , 控制器损坏。 为了防止控制器温度过高， 当控制器 功能。 温度达到一定值时，减小输出PWM 的占空比，减少 2.3 电压、电流测量电 路 控制器输出电流，以防止温度继续上升。 温度测量 电池电压经电阻 、 分压后送至 由数字式温度传感器 直接与单片机的 R6 R7 ADC0834 DS18B20 的 通道 转换成数 字量再换算成电压值，当电 口连接，实现温度的测量。 CH1 , P3.7 池电压小于21V 时， 使P2.0 脚接的红色发光二极 2.5 AD 转换电路 管闪烁提醒用户电量不 足 并由软件关闭 输 , PWM 霍尔调速手柄、 电