【Proteus51单片机仿真】基于51单片机的汽车电动助力转向系统(包括代码讲解视频电流传感器、车速传感器、扭矩传感器、LCD12864显示模块)
基于51单片机,采用电流传感器、车速传感器、扭矩传感器、LCD12864显示模块,组成汽车智能转向系统。
目录
一、主要功能
基于51单片机,三个电阻传感器链接ADC0832数模转换器分别代表扭矩、车速、电流。
如果扭矩不变,车速变小,L298N驱动电机速度加快,PWM调速
如果车速不变,扭矩越大,L298N驱动电机速度加快,PWM调速
如果扭矩方向发生变化,则电机方向发生改变
如果扭矩小于1N或车速大于90,电机不转
如果电流超过程序设置好的额定值,电机不转蜂鸣器报警
同时,扭矩,车速和电流通过LCD12864显示屏实时显示
仿真图:
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二、硬件资源
基于KEIL5编写C++代码,PROTEUS8.15进行仿真,全部资源在页尾,提供安装包。
本系统由51单片机、电流传感器、车速传感器、扭矩传感器、报警系统、L298N驱动电机模块、按键模块、LCD12864显示模块组成。
51单片机是一种非常常用的单片机系列,其主要硬件组成如下:
1. 中央处理器(CPU):51单片机的CPU采用哈佛架构,包括一个8位的ALU(算术逻辑单元)、8位的寄存器、PC(程序计数器)以及其他控制逻辑。它能够执行单片机上的指令和进行算术和逻辑运算。
2. 存储器:51单片机通常包含两种主要的存储器,即ROM(只读存储器)和RAM(随机访问存储器)。ROM用于存储程序代码和常量数据,它是只读的,不可修改。RAM用于存储临时数据和变量。
3. 输入输出(I/O)口:51单片机通常包含多个I/O口,用于与外部设备进行数据的输入和输出。每个I/O口都可以配置为输入或输出模式,并且可以通过读写寄存器来控制和访问。
4. 定时器和计数器:51单片机通常包含多个定时器和计数器,用于生成精准的时间延迟和定期中断。这些定时器和计数器可以用于测量时间、计数脉冲和生成脉冲。
5. 中断系统:51单片机通常支持中断功能,用于响应外部事件或特定条件的发生。当中断事件发生时,CPU将会中断当前的执行,转而执行相应的中断服务程序。中断能够提高系统的响应速度和效率。
6. 时钟:51单片机通常需要外部时钟源来提供基本的时钟信号,以驱动CPU执行指令。时钟信号的频率决定了单片机的工作速度和性能。
以上是51单片机的主要硬件组成,通过这些组件的协作,单片机能够完成各种任务,包括控制和处理数据、驱动外部设备、读写存储器等。
三、程序编程
/*全部代码看页尾*/
#include <REGX52.H>
#include<intrins.h>
#include<stdio.h>
#include < character.h >
#include < lcd.h >
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;
typedef unsigned char uint8;
typedef unsigned int uint16;
typedef unsigned long uint32;
sbit CS = P1^0; //扭矩
sbit CLK = P1^1;
sbit DIO = P1^2;
sbit CS1 = P3^5; //电流
sbit CLK1 = P3^6;
sbit DIO1 = P3^7;
sbit CS2 = P1^3; //车速
sbit CLK2 = P1^4;
sbit DIO2 = P1^5;
sbit Motor1_EN = P0^3;
sbit Motor1_IN1 = P0^0;
sbit Motor1_IN2 = P0^1;
sbit BEEP = P0^3;
sbit key = P1^6;
/*变量定义*/
static int number= 0 ,fz=0,flag=0,flag1=0;
static char dl,cs;
static signed int nj;
uchar count,a=0,b,c;
/*函数定义*/
void dlpd();
void cspd();
void njpd();
void ajpd();
/*
扭矩:
车速
电流
*/
void jiemian1(void)
{
Lcd\_Character\_16X16( 1, 0, 0 , function_logo\[0\]); // 扭
Lcd\_Character\_16X16( 1, 0, 16 ,function_logo\[1\]); // 矩
Lcd\_Character\_16X8 ( 1, 0,32,letter_logo\[nj/100\]);
Lcd\_Character\_16X8 ( 1, 0,40,letter_logo\[(nj/10)%10\]);
Lcd\_Character\_16X8 ( 1, 0,48,letter_logo\[nj%10\]);
Lcd\_Character\_16X16( 1, 2, 0 , function_logo\[2\]); // 车
Lcd\_Character\_16X16( 1, 2, 16, function_logo\[3\]); //速
Lcd\_Character\_16X8 ( 1, 2,32,letter_logo\[cs/100\]);
Lcd\_Character\_16X8 ( 1, 2,40,letter_logo\[(cs/10)%10\]);
Lcd\_Character\_16X8 ( 1, 2,48,letter_logo\[cs%10\]);
Lcd\_Character\_16X16( 1, 4, 0 , function_logo\[4\]); // 电
Lcd\_Character\_16X16( 1, 4, 16, function_logo\[5\]); // 流
Lcd\_Character\_16X8 ( 1, 4,32,letter_logo\[dl/100\]);
Lcd\_Character\_16X8 ( 1, 4,40,letter_logo\[(dl/10)%10\]);
Lcd\_Character\_16X8 ( 1, 4,48,letter_logo\[dl%10\]);
}
void Timer0_Init(void) //200微秒@11.0592MHz
{
//AUXR &= 0x7F; //定时器时钟12T模式
TMOD &= 0xF0; //设置定时器模式
TMOD |= 0x01; //设置定时器模式
TL0 = 0x48; //设置定时初值
TH0 = 0xFF; //设置定时初值
TF0 = 0; //清除TF0标志
TR0 = 1; //定时器0开始计时
ET0 = 1;
}
void Car_Move(uchar speed) //电机转动
{
uchar Car_Speed = speed;
count++;
if(count <= Car_Speed)
{
Motor1_IN1 = 1;
}
else
{
Motor1_IN1 = 0;
}
if(count >= 100)
{
count = 0;
}
}
void Car_Move1(uchar speed) //电机转动
{
uchar Car_Speed = speed;
count++;
if(count <= Car_Speed)
{
Motor1_IN2 = 1;
}
else
{
Motor1_IN2 = 0;
}
if(count >= 100)
{
count = 0;
}
}
void Timer0_isr(void) interrupt 1
{
TL0 = 0x48; //设置定时初值
TH0 = 0xFF; //设置定时初值
if(flag1 == 0)
{
switch(a)
{
case 0:Motor1_IN1 = 0;break;
case 1:Car_Move(30);break; //电机低速前进
case 2:Car_Move(60);break; //电机高速前进
case 3:Car_Move(90);break; //电机高速前进
case 4:Car_Move(120);break; //电机高速前进
case 5:Car_Move(150);break; //电机高速前进
case 6:Car_Move(180);break; //电机高速前进
default:break;
}
}
else if(flag1 == 1)
{
switch(a)
{
case 0:Motor1_IN2 = 0;break;
case 1:Car_Move1(30);break; //电机低速前进
case 2:Car_Move1(60);break; //电机高速前进
case 3:Car_Move1(90);break; //电机高速前进
case 4:Car_Move1(120);break; //电机高速前进
case 5:Car_Move1(150);break; //电机高速前进
case 6:Car_Move1(180);break; //电机高速前进
default:break;
}
}
}
uchar get\_AD\_Res() //ADC0832启动读取扭矩的值
{
uchar i, data1=0, data2=0;
CS=0;
CLK=0;DIO=1;\_nop\_();
CLK=1;\_nop\_();
CLK=0;DIO=1;\_nop\_();
CLK=1;\_nop\_();
CLK=0;DIO=0;\_nop\_();
CLK=1;\_nop\_();
CLK=0;DIO=1;\_nop\_();
for(i=0; i<8; i++)
{
CLK=1;\_nop\_();
CLK=0;\_nop\_();
data1=(data1<<1)|(uchar)DIO;
}
for(i=0; i<8; i++)
{
data2=data2|(uchar)DIO<<i;
CLK=1;\_nop\_();
CLK=0;\_nop\_();
}
CS=1;
return(data1 == data2)?data1:0;
}
uchar get\_AD\_Res1() //ADC0832启动读取电流值
{
uchar i, data1=0, data2=0;
CS1=0;
CLK1=0;DIO1=1;\_nop\_();
CLK1=1;\_nop\_();
CLK1=0;DIO1=1;\_nop\_();
CLK1=1;\_nop\_();
CLK1=0;DIO1=0;\_nop\_();
CLK1=1;\_nop\_();
CLK1=0;DIO1=1;\_nop\_();
for(i=0; i<8; i++)
{
CLK1=1;\_nop\_();
CLK1=0;\_nop\_();
data1=(data1<<1)|(uchar)DIO1;
}
for(i=0; i<8; i++)
{
data2=data2|(uchar)DIO1<<i;
CLK1=1;\_nop\_();
CLK1=0;\_nop\_();
}
CS1=1;
return(data1 == data2)?data1:0;
}
uchar get\_AD\_Res2() //ADC0832启动读取车速值
{
uchar i, data1=0, data2=0;
CS2=0;
CLK2=0;DIO2=1;\_nop\_();
CLK2=1;\_nop\_();
CLK2=0;DIO2=1;\_nop\_();
CLK2=1;\_nop\_();
CLK2=0;DIO2=0;\_nop\_();
CLK2=1;\_nop\_();
CLK2=0;DIO2=1;\_nop\_();
for(i=0; i<8; i++)
{
CLK2=1;\_nop\_();
CLK2=0;\_nop\_();
data1=(data1<<1)|(uchar)DIO2;
}
for(i=0; i<8; i++)
{
data2=data2|(uchar)DIO2<<i;
CLK2=1;\_nop\_();
CLK2=0;\_nop\_();
}
CS2=1;
return(data1 == data2)?data1:0;
}
void Time1Init()
{
TMOD |= 0x10;
TH1 = (65536-57567)/256;
TL1 = (65536-57567)%256;
EA = 1;
ET1 = 1;
TR1 = 1;
}
void Time1Start() interrupt 3
{
static u16 count1 = 0; //定义计数变量
TH1 = (65536-57567)/256;
TL1 = (65536-57567)%256;
count1++;
if(count1 == 1)//达到1s
{
count1 = 0;
ajpd();
}
}
void main() //主函数
{
Timer0_Init();
Time1Init(); //定时器1初始化
Lcd_Initial(); //LCD初始化
Lcd\_Display\_On(); //启动屏幕
jiemian1();
Motor1_IN1=0;
Motor1_IN2=0;
while(1)
{
nj=get\_AD\_Res();
dl=get\_AD\_Res1();
cs=get\_AD\_Res2();
nj-=26;
nj=nj/4;
if( nj<1)
{
nj=0;
}
dlpd(); //电流判断
cspd();//车速判断
njpd(); //扭矩判断
jiemian1();
if(flag == 0)
{
a=b*c;
}
}
}
void dlpd()
{
if(dl>100)
{
BEEP = 1;
a= 0;
flag = 1;
}
else
{
BEEP = 0;
flag = 0;
}
}
void cspd()
{
if(cs>90)
{
b=0;
}
else if(cs>0 && cs <30)
{
b=3;
}
else if(cs>30 && cs <60)
{
b=2;
}
else if(cs>60 && cs <90)
{
b=1;
}
}
void njpd()
{
if(nj==0)
{
c=0;
}
else if(nj>=1 && nj <15)
{
c=1;
}
else if(nj>15 && nj <25)
{
c=2;
}
}
void ajpd()
{
if(key==0)
{
Delay(50);
if(key == 0)
{
flag1++;
if(flag1>1)
{
flag1 = 0;
}
}
}
}
四、实现现象
具体动态效果看B站演示视频:
基于51单片机的汽车电动助力转向系统_哔哩哔哩_bilibili
全部资料(源程序、仿真文件、安装包、演示视频、流程图、代码讲解):
链接:https://pan.baidu.com/s/1AFNrIABmiHdw1RSl5rGisg
提取码:ms6z
–来自百度网盘超级会员V4的分享
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