防止轿车驱动轮滑转的控制系统设计——基于CPLD的步进电机控制

论文编号:ZD1275  论文字数:19330,页数:49  附原理图

摘   要
 
 汽车在行驶时,当路面过于光滑（如雪天、雨天等）、起动速度快、上坡等情况下, 容易出现车轮打滑现象。
本设计根据这个问题进行具体设计。根据汽车行驶路面情况，并通过对驱动轮和从动轮速度的测量和比较，进而确定汽车节气门的开度，及时消除打滑现象，保证行车安全。
 本系统主电路采用8051单片机,扩展一片2764EPROM程序存储器.采用光电式速度传感器进行速度检测，液晶显示行驶速度和打滑速度，控制算法采用数字PID控制。
 为了减小控制板体积，提高电路可靠性，设计中尝试使用了CPLD技术，将74LS373的锁存功能和步进电机的控制器功能集成在一片CPLD内实现。
 
 
 关键词:  单片机  CPLD  步进电动机  数字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
 
 汽车的应用日益广泛, 产量不断增加, 随着人们生活水平的提高，汽车已经走进了普通家庭。人们对汽车安全性能的要求也越来越高, 汽车防打滑系统对汽车的安全性能也有不可忽视的作用, 必将得到广泛应用.
 汽车在行驶过程中由于受到路面附着条件的限制或驾驶员操作不当, 在光滑路面或复杂输入(如加速转向或制动转向等) 条件下常常发生驱动轮过度滑转的现象。这不但降低了汽车的驱动效能, 加速轮胎磨损, 增大传动系载荷和燃油消耗, 而且损害车辆的操纵性、稳定性和舒适性, 严重时还可能造成车祸，对人们的生命财产造成伤害,所以防止或减小汽车驱动轮的过度滑转, 对于延长车辆使用寿命、提高车辆安全性、减小事故风险具有现实意义。
 为了防止汽车在起动、路面泥水光滑、上坡等情况下，车轮在路面上原地打滚。本设计提出了一种基于汽车节气门控制的防打滑系统设计方案。

目  录

第一章 概述………………………………………………………………………………01
1.1    问题的提出及系统设计的现实意义……………………………………………01
1.2    系统工作原理……………………………………………………………………01
第二章 方案论证…………………………………………………………………………02
2.1    电动机的选择……………………………………………………………………02
2.2    速度传感器的选择………………………………………………………………03
第三章 系统硬件电路设计………………………………………………………………04
3.1     单片机选型及最小系统设计…………………………………………………04
3.2    CPLD技术介绍…………………………………………………………………10
3.3    运用CPLD技术实现的8031系统扩展…………………………………………13
3.3.1  系统硬件结构原理………………………………………………………………13
3.3.2  运用CPLD技术实现的程序存储器的扩展…………………………………… 14
3.4    运用CPLD技术实现的步进电动机控制器…………………………………… 18
3.5    键盘与显示的设计………………………………………………………………26
第四章 控制算法…………………………………………………………………………28
第五章 系统软件设计……………………………………………………………………32
第六章 系统的抗干扰技术………………………………………………………………35
6.1    硬件抗干扰技术…………………………………………………………………35
6.2    软件抗干扰技术…………………………………………………………………38
致谢……………………………………………………………………………………… 41
参考文献………………………………………………………………………………… 42
附件（A）硬件结构图…………………………………………………………………… 43
附件（B）程序清单……………………………………………………………………… 44