一、项目介绍

随着社会经济的快速发展，人们对节能环保的要求越来越高，电动车因其无污染、噪音小、使用成本低等优点逐渐成为了市场关注的焦点。同时，随着科技的不断进步和应用，电动车的技术水平也在不断提高。

为了更好地满足市场需求和科技进步的要求，本项目基于51单片机设计了一款电动车控制器。主要包括电动车控制和驱动两个关键部分。其中，控制部分采用51单片机作为控制核心，通过编程实现电动车前后行驶、左右转向、加速等操作。而驱动部分则采用L298N驱动芯片驱动直流电机。当前设计的电动车，支持锂电池供电、支持按键实现电动车前后行驶、左右转向和加速等操作，电机采用直流电机，驱动芯片采用L298N。

二、系统架构

本系统由控制器、电机、驱动芯片、锂电池和按键等组成，其功能、特点如下：

（1）控制器：采用AT89S52微控制器，作为整个系统的核心控制部分。控制器接收来自按键的信号，控制驱动芯片输出电机控制信号，从而实现对电动车的前后行驶、左右转向、加速等控制功能。

（2）电机：采用直流电机，其转速和转向可通过驱动芯片控制信号进行调节。

（3）驱动芯片：采用L298N驱动芯片，为电机提供驱动电流，并控制电机转速和转向。L298N驱动芯片具有功率大、稳定性好等特点。

（4）锂电池：为电动车提供动力，具有体积小、能量密度高、充电效率高、自放电率低等优点。

（5）按键：用于控制和调节电动车的运行状态，包括前后行驶、左右转向、加速等操作。

三、系统设计

3.1 控制器设计

本项目采用STC89C52为主控芯片，主要功能是接收来自按键的信号，并通过控制L298N驱动芯片输出驱动电流，从而控制电机的转速和转向。控制器还需要实现锂电池充电管理、限位保护等的功能。

设计流程：

（1）编写单片机的逻辑程序，实现对按键信号的捕获和处理，以及对L298N驱动芯片的控制。

（2）为了实现锂电池充电和保护，采用锂电池充电模块和充电管理芯片。

3.2 电机和驱动芯片设计

本项目电机采用直流电机，驱动芯片采用L298N。

设计流程：

（1）根据电机型号和参数，确定合适的电机供电电压和控制电路。

（2）根据实际需要，确定L298N驱动芯片的工作模式和参数，设计驱动电路。

（3）为提高电机的效率和寿命，添加电机驱动电阻、反电动势抑制电路电路。

3.3 锂电池设计

本项目采用锂电池供电。

设计流程：

（1）根据需要，选择适当的锂电池型号和容量。

（2）设计电池充电管理电路，实现对锂电池的充电和保护。

（3）结合其他电路的设计，完成对锂电池的供电和相应的充电管理。

3.4 按键设计

按键是控制电动车运行状态的关键部分。

设计流程：

（1）根据实际需要，确定需要添加的按键类型和数量。

（2）设计按键接口电路，实现按键信号的捕获和处理。

（3）结合控制器设计，实现对电动车的前后行驶、左右转向、加速等操作控制。

四、代码实现

4.1 按键检测程序设计

本项目用到了9个按键，按键按下是低电平。 实现了前后行驶切换控制、左右转向灯控制、加速控制、喇叭控制、前后刹车灯控制、一个开机键。

以下是按键的完整逻辑代码：

#include < reg52.h >

 

 sbit key1 = P1^0; // 按键1

 sbit key2 = P1^1; // 按键2

 sbit key3 = P1^2; // 按键3

 sbit key4 = P1^3; // 按键4

 sbit key5 = P1^4; // 按键5

 sbit key6 = P1^5; // 按键6

 sbit key7 = P1^6; // 按键7

 sbit key8 = P1^7; // 按键8

 sbit key9 = P2^0; // 按键9

 

 sbit forward = P3^0; // 前进

 sbit backward = P3^1; // 后退

 sbit left = P3^2; // 左转灯

 sbit right = P3^3; // 右转灯

 sbit accelerate = P3^4; // 加速器

 sbit horn = P3^5; // 喇叭

 sbit stoplight1 = P3^6; // 前刹车灯

 sbit stoplight2 = P3^7; // 后刹车灯

 

 void main() {

     while(1) {

         if(key1 == 0) { // 按键1按下

             forward = 1;

             backward = 0;

         }

         if(key2 == 0) { // 按键2按下

             forward = 0;

             backward = 1;

         }

         if(key3 == 0) { // 按键3按下

             left = 1;

         }

         else {

             left = 0;

         }

         if(key4 == 0) { // 按键4按下

             right = 1;

         }

         else {

             right = 0;

         }

         if(key5 == 0) { // 按键5按下

             accelerate = 1;

         }

         else {

             accelerate = 0;

         }

         if(key6 == 0) { // 按键6按下

             horn = 1;

         }

         else {

             horn = 0;

         }

         if(key7 == 0) { // 按键7按下

             stoplight1 = 1;

         }

         else {

             stoplight1 = 0;

         }

         if(key8 == 0) { // 按键8按下

             stoplight2 = 1;

         }

         else {

             stoplight2 = 0;

         }

         if(key9 == 0) { // 按键9按下

             forward = 0;

             backward = 0;

             left = 0;

             right = 0;

             accelerate = 0;

             horn = 0;

             stoplight1 = 0;

             stoplight2 = 0;

         }

     }

 }

代码通过不断检测按键的电平状态，实现了对电动车的前后行驶、左右转向灯控制、加速、喇叭以及前后刹车灯控制等操作。当按键被按下时，对应的功能就会被执行，否则就会停止执行。其中，第9个按键为开机键，当按下时将所有功能都清零。

4.2 L298芯片控制电机代码

下面是 L298N 驱动模块控制电机正反转的代码：

#include < reg52.h >

 

 sbit ena = P2^0; // 使能A端口

 sbit in1 = P2^1; // A+控制信号

 sbit in2 = P2^2; // A-控制信号

 sbit enb = P2^3; // 使能B端口

 sbit in3 = P2^4; // B+控制信号

 sbit in4 = P2^5; // B-控制信号

 

 void delay(int time) { // 延时函数

     int i, j;

     for(i = 0; i < time; i++) {

         for(j = 0; j < 120; j++);

     }

 }

 

 void main() {

     ena = 1; // 使能A端口

     enb = 1; // 使能B端口

     while(1) {

         in1 = 1; // A+ 电流正向

         in2 = 0; // A- 电流反向

         in3 = 1; // B+ 电流正向

         in4 = 0; // B- 电流反向

         delay(1000); // 延时一段时间

         in1 = 0; // A+ 电流反向

         in2 = 1; // A- 电流正向

         in3 = 0; // B+ 电流反向

         in4 = 1; // B- 电流正向

         delay(1000); // 延时一段时间

     }

 }

L298N 驱动模块可以控制电机的正反转，其中 in1、in2 控制 A 相电流的方向，in3、in4 控制 B 相电流的方向，ena、enb 是使能端口，需要设置为高电平才能控制电机。在例子中，先将 ena 和 enb 设置为高电平，然后让电机正向运转一段时间，再让电机反向运转一段时间，不断循环实现正反转。