液压助力转向电控系统说明书

汽车与交通学院

课程设计说明书

课程名称:汽车电控系统实习及课程设计

课程代码: 106010319 题目: 液压助力转向电控系统

年级/专业/班: 2013级车辆工程汽电(1)班

学生姓名: XX

学号:

开始时间: 2017 年 1 月 4 日

完成时间: 2017 年 1 月 10 日

课程设计成绩：

指导教师签名：年月日

目录

摘要 (3)

1 引言 (4)

1.1问题的提出 (4)

1.2国内外研究的现状 (4)

1.3任务与分析 (4)

1.3.1硬件需求 (4)

1.3.2软件需求 (4)

2 设计方案 (5)

2.1系统设计方案论证 (5)

2.1.1信号输入方案设计 (5)

2.1.2系统显示方案设计 (5)

2.1.3 信号输出的方案设计 (5)

2.2 总体设计方案框图 (6)

2.2.1 方案一设计框图 (6)

2.2.1 方案二设计框图 (7)

2.3最终方案确定 (7)

3系统硬件设计 (8)

3.1 AT89C51介绍 (8)

3.2 ADC0804芯片介绍 (11)

3.2.1 ADC0804芯片的时钟频率 (11)

3.2.1 ADC0804采集的信号处理 (11)

3.3 LCD1602液晶显示器 (12)

3.4L298电机驱动芯片 (12)

4 系统软件设计 (13)

4.1 主程序流程图 (13)

4.2 子程序流程图 (14)

4.2.1 助力控制策略子流程图 (14)

4.2.2 ADC0804子流程图 (15)

4.2.2 PID控制算法子流程图 (16)

5. 系统调试过程 (17)

5.1 原题图和印制板图绘制和检测 (17)

5.1.1 在Protel99se绘制原理图 (17)

5.1.2 在Protell99se生成PCB图 (18)

5.1 keil程序调试 (19)

5.3 Proteus 仿真调试 (19)

结论 (23)

致谢 (24)

参考文献 (25)

附录原题图和印制板图 (26)

C语言代码………………………………………………………………………

摘要

本次课程设计的内容是液压助力转向电控系统。系统基于89C51单片机，通过AD0804数模转换芯片采集电压信号转换为数字量输入控制器，以此同时按键输入速度信号结合AD采集的方向盘扭矩信号通过相应的助力策略以及控制算法输出最佳的助力扭矩。在Proteus软件绘制硬件电路，通过keil程序编译软件编写相应的C 语言代码，以及相应的控制算法，输出PWM信号，经过仿真基本实现任务要求。最后用protel软件绘制硬件原理图以及PCB板的制作。该设计基本实现了汽车低速行驶的转向轻便性以及高速行驶的转向安全性的任务要求。

关键词：XX

1 引言

1.1 问题的提出

本次课程设计的任务要求是...

1.2国内外研究的现状

机械转向系统不能保证在不同的方向盘扭矩与汽车行驶速度给出相应的助力，因此在汽车发展过程中，就出现了EPS，EHPS，以及线控助力转向。在液压助力转向电控系统的研究及发展已经有半个世纪了，因此该系统也相对成熟，在基于simulation X电控液压助力转向系统中就有对输入转矩以及汽车速度时的系统仿真，改仿真基本实现了转向助力的要求，在《汽车电器与电子技术》书内也讲解了对助力策略的内容，因此该设计思路也是基于改助力策略展开的。

1.3任务与分析

本课题主要的目的是为了保证汽车转向时的助力最优化，需要对汽车方向盘的转动扭矩以及汽车驾驶的速度分析，在预先设定的助力策略中给定相对优化的助力转矩，实现汽车转向的轻便性以及安全性。分析了上述的任务要求，并且查阅了相应的文献，确定了硬件方面采用89C51单片机控制芯片，使用非接触式扭矩传感器采集方向盘的转向扭矩，集成式霍尔传感器采集发动机转速，输入至控制器中计算分析，由助力策略给出相应的助力转矩，输入至电动机驱动液压泵实现助力转向，再由电机的反馈转速至控制器中，经过增量式控制算法得到优化的驱动电机的PWM。

1.3.1硬件需求

...

1.3.2软件需求

...

2 设计方案

2.1 系统设计方案论证

2.1.1信号输入方案设计

方案1：方向盘扭矩信号是有非接触式扭矩传感器产生差分电压信号，因此采用AD0804采集电压信号，AD芯片不需要定时器以及外部中断口的使用，比较简单。

方案2：方向盘扭矩信号是有非接触式扭矩传感器产生差分电压信号，采用ADC0809，该芯片的使用有查询或者中断的方式得到采集信号，相比第一种方案要复杂很多。...

2.2总体设计方案框图

2.2.1 方案一设计框图

方案一：使用AD0804采集电压信号模拟方向盘转矩，使用的是查询方式的话系统控制效率不好，采用中断方式就需要使用其中一个外部中断端口，由于此方案端口不够，采用查询方式，脉冲信号的频率表示发动机的转速，需要采用一个外部中断以及一个定时器才能实现对脉冲频率的测量，两者的信号输入控制器计算后在LED上显示，使用P0口加上拉电阻驱动LED动态显示汽车速度，P2端口的某些口为控制端口，比如AD转换，DA转换的WR,CS等控制，P2.1输出控制电流经过DA转换得到模拟信号经过隔离电路，放大电路以及保护电路驱动电机，最后由电机反馈实时转速至控制器进行PID控制算法。