电动代步车操作控制系统的研究与开发

论文摘要

作为老年人使用的电动代步车,近年来随着世界人口老年化,受到世界普遍关注,同时具有重要的市场前景。因此深入研究老年人用电动代步车,针对老年人的生活特点并利用现代机电技术研究开发新型的电动代步车具有重要的实际意义和市场价值。本文针对这种电动代步车的操作控制系统进行了较深入的研究分析,并研究开发了其硬件和软件,主要研究内容如下:①研究分析了国内外电动代步车技术和现状的基础上,根据课题小组的新型电动代步车整体设计和开发要求,并结合新型电动代步车的结构特点,提出了相应的操作控制设计方案。②在比较国内外电动代步车操作控制用液晶显示器和键盘面板的设计方案的基础上,根据国内相关技术现状和特点,设计开发了新型电动代步车操作控制用液晶显示器和键盘面板。③根据新型电动代步车操作控制的要求,比较选择出合适的MCU控制芯片、温度传感器和转角传感器,并对其技术特点和参数进行了比较分析。④研究开发出了新型电动代步车操作控制器硬件,包括印刷板电路设计制作、相关电器元器件的选购、焊装、硬件调试。组装本电动代步车操作控制系统所有部件,研究PIC单片机开发系统MPLAB和PIC CCS编译器,编写调试各功能模块的程序代码,再整合程序,进行整体调试。⑤研究开发出了新型电动代步车操作控制器软件,包括液晶显示器驱动程序模块、键盘驱动程序模块、转角传感器AD采样与分析模块、操作控制系统与电机驱动控制系统的串口通讯模块(含通讯协议设计)。⑥在新型电动代步车样机制作的基础上,进行了其操作控制系统的实验,初步验证了该系统的有效性和可行性,并提出了进一步改进的措施和方法。上述研究与实践取得了一定效果并达到了预期目标,为更深入地研究开发新型电动代步车产品打下了很好的基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 电动代步车的发展状况
• 1.1.1 电动代步车国外的发展状况
• 1.1.2 电动代步车国内的发展状况
• 1.2 电动代步车的特点
• 1.2.1 具有电动车的一切特点
• 1.2.2 操作简单方便使用
• 1.2.3 结构小巧和维修使用存放方便
• 1.2.4 购买和使用成本低
• 1.3 电动代步车的结构及原理简介
• 1.3.1 电动机
• 1.3.2 电机驱动控制器
• 1.3.3 操作控制系统
• 1.4 文章的研究内容和重要意义
• 1.4.1 电动代步车操作控制系统的主要内容
• 1.4.2 论文的研究意义
• 2 电动代步车操作控制系统的整体分析与设计
• 2.1 操作控制系统的发展状况
• 2.2 电动代步车差速转向系统的构成
• 2.2.1 新型电动代步车总体结构概述
• 2.2.2 电动代步车差速系统的组成
• 2.2.3 差速转向系统的优点
• 2.2.4 电动代步车差速系统控制方案
• 2.3 电动代步车人机交互窗口的探讨
• 2.3.1 人机交互窗口显示内容的分析
• 2.3.2 显示技术的发展
• 2.3.3 电动代步车人机交互窗口的分析
• 2.4 电动代步车电池管理系统的探讨
• 2.4.1 电动代步车电池的分类及参数
• 2.4.2 电动代步车对电池性能的要求
• 2.4.3 电动代步车对电池的管理系统
• 2.5 本章小结
• 3 电动代步车操作控制系统的硬件设计
• 3.1 电动代步车操作控制系统的硬件组成
• 3.2 电动代步车操作控制系统主要器件的选择
• 3.2.1 微控制器的选择
• 3.2.2 温度传感器的选择
• 3.2.3 转角传感器的选择
• 3.3 液晶显示器的设计与制作
• 3.3.1 液晶显示器概论
• 3.3.2 液晶驱动芯片HT1621 原理
• 3.3.3 笔段式液晶图形的绘制
• 3.3.4 笔段式液晶显示器的制作与加工
• 3.4 键盘的设计与制作
• 3.5 操作控制系统各模块电路的设计
• 3.5.1 异步串行通信接口电路
• 3.5.2 A/D 采样接口电路
• 3.5.3 键盘接口电路
• 3.5.4 液晶背光及蜂鸣器驱动电路
• 3.5.5 限位开关信号输入电路设计
• 3.5.6 电源模块的设计
• 3.5.7 行驶速度检测电路的设计
• 3.6 操作控制系统的整体设计
• 3.6.1 操作控制系统原理图的设计
• 3.6.2 操作控制系统印刷电路板的设计
• 3.7 本章小结
• 4 电动代步车操作控制系统的软件设计
• 4.1 软件开发环境介绍
• 4.1.1 MPLAB IDE
• 4.1.2 CCS C 编译器
• 4.2 操作控制系统各模块软件设计
• 4.2.1 显示模块的程序设计
• 4.2.2 键盘模块的程序设计
• 4.2.3 AD 转换的程序设计
• 4.2.4 内部EEPROM 的程序访问
• 4.3 操作控制系统总体软件设计
• 4.4 本章小结
• 5 电动代步车控制系统的通讯
• 5.1 串行通讯接口方式
• 5.1.1 RS-232C 接口方式
• 5.1.2 RS-422A、RS485 接口方式
• 5.1.3 CAN 接口方式
• 5.1.4 电动代步车用串行通迅接口
• 5.2 电动代步车控制系统的通讯协议
• 5.2.1 差错控制方法
• 5.2.2 通讯协议
• 5.2.3 通讯程序
• 5.2.4 程序调整
• 5.3 本章小结
• 6 设计开发总结与展望
• 6.1 设计开发总结
• 6.1.1 本论文的主要成果
• 6.1.2 本论文研究的存在问题和不足之处
• 6.2 进一步研究和展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录