防止轎車驅動輪滑轉的控制系統設計——基于CPLD的步進電機控制

論文編號:ZD1275  論文字數:19330,頁數:49  附原理圖

摘   要
 
 汽車在行駛時,當路面過于光滑（如雪天、雨天等）、起動速度快、上坡等情況下, 容易出現車輪打滑現象。
本設計根據這個問題進行具體設計。根據汽車行駛路面情況，并通過對驅動輪和從動輪速度的測量和比較，進而確定汽車節氣門的開度，及時消除打滑現象，保證行車安全。
 本系統主電路采用8051單片機,擴展一片2764EPROM程序存儲器.采用光電式速度傳感器進行速度檢測，液晶顯示行駛速度和打滑速度，控制算法采用數字PID控制。
 為了減小控制板體積，提高電路可靠性，設計中嘗試使用了CPLD技術，將74LS373的鎖存功能和步進電機的控制器功能集成在一片CPLD內實現。
 
 
 關鍵詞:  單片機  CPLD  步進電動機  數字PID
  
 
 Title:  The control system is designed for preventing the driven wheel of car skidding —which is based on CPLD of the step electrical engineering
 
Abstract
 When car is driving, if the road surface is too shiny and smooth(such as snowy day, rainy day), the car start quickly or upgrade and so on, then the wheel will skid easily.
   The thesis is designed according to the problem. According to the road surface and then it compares the speed of driving wheel with the speed of the driven wheel, the result will decide the size of the throttle and eliminate skidding in time and insure the car drives safely.
   8031 single-chip is the main chip and INTEL27128AEPEOM which is program storage. The speed is measured by the photo-electricity sense organ of the speed. The liquid crystal shows the speed about driving and skidding. The arithmetic is figure PID.
   For letting up the volume of the control-board and improving circuit performance. I try to use the CPLD technology. The function of deposition about 74LS373 and controller of the step electrical engineering are realized by a piece of CPLD.

Keyword:  single-chip   CPLD   step electrical engineering   figure PID

引　言
 
 汽車的應用日益廣泛, 產量不斷增加, 隨著人們生活水平的提高，汽車已經走進了普通家庭。人們對汽車安全性能的要求也越來越高, 汽車防打滑系統對汽車的安全性能也有不可忽視的作用, 必將得到廣泛應用.
 汽車在行駛過程中由于受到路面附著條件的限制或駕駛員操作不當, 在光滑路面或復雜輸入(如加速轉向或制動轉向等) 條件下常常發生驅動輪過度滑轉的現象。這不但降低了汽車的驅動效能, 加速輪胎磨損, 增大傳動系載荷和燃油消耗, 而且損害車輛的操縱性、穩定性和舒適性, 嚴重時還可能造成車禍，對人們的生命財產造成傷害,所以防止或減小汽車驅動輪的過度滑轉, 對于延長車輛使用壽命、提高車輛安全性、減小事故風險具有現實意義。
 為了防止汽車在起動、路面泥水光滑、上坡等情況下，車輪在路面上原地打滾。本設計提出了一種基于汽車節氣門控制的防打滑系統設計方案。

目  錄

第一章 概述………………………………………………………………………………01
1.1    問題的提出及系統設計的現實意義……………………………………………01
1.2    系統工作原理……………………………………………………………………01
第二章 方案論證…………………………………………………………………………02
2.1    電動機的選擇……………………………………………………………………02
2.2    速度傳感器的選擇………………………………………………………………03
第三章 系統硬件電路設計………………………………………………………………04
3.1     單片機選型及最小系統設計…………………………………………………04
3.2    CPLD技術介紹…………………………………………………………………10
3.3    運用CPLD技術實現的8031系統擴展…………………………………………13
3.3.1  系統硬件結構原理………………………………………………………………13
3.3.2  運用CPLD技術實現的程序存儲器的擴展…………………………………… 14
3.4    運用CPLD技術實現的步進電動機控制器…………………………………… 18
3.5    鍵盤與顯示的設計………………………………………………………………26
第四章 控制算法…………………………………………………………………………28
第五章 系統軟件設計……………………………………………………………………32
第六章 系統的抗干擾技術………………………………………………………………35
6.1    硬件抗干擾技術…………………………………………………………………35
6.2    軟件抗干擾技術…………………………………………………………………38
致謝……………………………………………………………………………………… 41
參考文獻………………………………………………………………………………… 42
附件（A）硬件結構圖…………………………………………………………………… 43
附件（B）程序清單……………………………………………………………………… 44