电机驱动及控制模块

1、它具有良:vccO-OO-O o-DipJ】5A呻rt辽产GEwct点4CAP CJlP 姑匚丄p I-CAP 2CAP 3.ffr-ouTiT-JULFTjOTT；TUI：t&-£SLE-OUTLiabK2K-cirrsrrj16HAH23215vccVQC卜LD4CI亠L1rL1W3fiiG I'QUFFrrrjjEPUPSJ二眇"PJ"=pi22?rJi«PTTPi-1UiPWq 1ptPL H1PIO 1n-L3 UJfli5d7is计'FJ； P2; 弗T KXIWJB 如肉I 2TAU XTALJ niTja iriT

2、UPJj /P34 pcAj(n5 PC门炉划-5H1?grML<wfcGML. j|135W P 口PP PPP pppt PPZT FJLP 0 ?申 F" TJ4 3 2 10 U TB U Bid BidEMI 2,】*F 汛1：JQ4ACM理片机FT EOLM TKL.ril;p卜跻M；10TQiP：斗TI/P35kJ?PMP35茄回丁F34F33XTAi.?n益血LPHGML：F-5Djg P 加 1E a34paL!丰；wHI3.3电机驱动及控制模块331 电机特性小车前进的动力是通过直流电机来驱动的，直流电机是最早出现的电动机， 也是最早能实现调速的电动机。长期

3、以来，直流电动机一直占据着调速控制的统 治地位。图7主、从单片机小系统应用电路好的线性调速特性，简单的控制性能，较高的效率，优异的动态特性。系统选用的大谷基础车的260马达作为驱动电机。其额定电压为3-12V，额定功率0.02KW 额定转速 3000r/min。近年来，直流电动机的结构和控制方式都发生了很大变化， 随着计算机进入 控制领域，以及新型的电力电子功率元件的不断出现， 使采用全控制型的开关功 率元件进行脉冲调制（Pulse Width Modulation简称PWM控制方式已经成为主 流，这种控制方式容易在单片机控制中实现。PW技术的具体有点:调速范围宽，可以使电机安全地工作在每分钟

4、几转到全速运转； 效率高，电源能源损耗小；易于数字量控制；应用广泛，PwMfe术不仅可以用在电机调速，还可以在直流电压、 交流变频控制等领域有很大应用。332电路设计本系统直流电机驱动及控制模块采用 NEC公司电机控制ASSP芯片MMC-以及双H驱动桥IC L298N芯片。MMC-1为多通道两相四线式步进电机 /直流电机控制芯片，通过 UART或 SPI串行接口，为主控MCU扩展专用电机控制功能，可同时控制三路步进电机 或直流电机。主要功能特点（直流电机控制部分）如下：（1）三通道步进电机或直流电机控制，电机类型可以自由配置（2）主控MCU通过UART或者SPI串型接口控制(3)直流电机的正反

5、转控制直流电机的速度控制256档(5)过电流检测功能(6)两通道、三通道同步功能睡眠模式（8）芯片的封装如图供电电压:Vdd=2.7V5.5V8所示CHI黔 ilBIMT niZINT E LINT rJimAlRi r*'UART.' O_*0 - oo. 0I g(>5v>盟SLtL 卩REXWsRXI> STU)lili20円15U15in*0*0OOO1K)O CEVnWTJATXTilK2 cinyTAiI H2KCNdJl'.TT I m II 'I N hTA；-( HILICPWM图8 MMC-1芯片外部引脚封装图通过单片机的T

6、XD和RXD口分别与芯片的13（TXD/SO）管脚和14（RXD/SI）管 脚进行数据通信，实现单片机对芯片的各个功能模块的设置。8（USRT/SPI）管脚为串行通讯模式选择，高电平为 UART莫式，低电平为SPI 模式，本系统中使用UART莫式，故使8管脚直接接电源正极。10K电阻接地。MMC-芯片的1管脚（CH1SEN 30管脚（CH2SEN和29管脚（CH3SEN分 别为3个电机通道的过流检测端，若不使用可通过6（RESET为MMC-1复位管脚，低电平有效。故本系统中把该端接高电平（电 源正极串接一个10K电阻后接入该端）。电源端Vdd=2.7V-5.5V。9（SLEEP）管脚若输入逻辑

7、低电平，MMC-1进入睡眠 模式，本系统中无需使用该功能，把该管脚直接接电源正极。每一路直流电机需要 CHnDCPW和I CHnDCDIF两个弓|脚（n=13）, CHnDCPWM 用于PWM俞出，CHnDCDIR0于指定电机的转向，外接一个全桥驱动芯片就可以 控制直流电机工作。输出频率固定16KHz通过调节占空比控制电机转速。本系 统使用通道1和通道2分别控制2个直流电机。如图9所示。iSlCVHHC-1VJiCHILKIAIMir ART 雨C-HIDCDIKRESET哑前KOEPRKD/SICHRFT 冗TKD/SORBOCVsz二胃浪电机1-I>-czs-匸二育遮电机才TKDRX

8、D 啲*陀存邂H斫那动FG L298* R= 10K,C=0.47df图9 MMC-1控制直流电机应用电路CURRENT SEhSiMG6CdTPuT+OUTPUT 3FhPLT iENABLE EL OGlCSUFPf X VOLTAGE gGN&IM PUT 1EMA6LE Ath PUT 1SUPPLY ；!SLTAG£C JTPLTT 2C'JTPLrr 1CJFiRFNT 方EN自NG 占图10 L298芯片管脚封装图双H桥驱动芯片L298内包含4通道逻辑驱动电路。是一种二相和四相电机 的专用驱动器，即2个H-Bridge的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标

9、准的 TTL逻辑准位信号，可以驱动46V、2A以下的直流电机，且可以直接透过电源调 节输出电压。 L298 的芯片的管脚封装如图 10 所示。1 脚和 15 脚可单独引出连接电流采样电阻器，形成电流传感器，在本系统 中未用到，因此直接接地，防止干扰。L298可以驱动两个电极，0UT1 0UT2和0UT3 0UT4之间分别接2个电动机。5、7、10、12 脚接输入控制电平，控制电机的正反转。ENA ENB接控制使能端，控制电机的停转，电机的转速控制也是通过L298 的这两个引脚(即ENA和ENB来实现的。当ENA(ENB为逻辑1,电机可以运转， 当ENA(ENB为逻辑0,电机停止运转。当ENA(

10、ENB引脚输入的是PWM&号，由 于PWM&号有一定的频率，因此电机的启停状态都是在瞬间完成的。 但是由于电 机的物理特性及电机转动的惯性的原因。 电机不可能在瞬间完成启动与停止。 因 此,之歌时候可以等效的把加到电机两端的点啊等于 VDD除以这个PWM波形的占 空比。占空比越大，电机运转地越快，占空比越小，电机运转地越慢，这样，我 们只要调节输入到ENA(ENB的 PWM波形的占空比，就可以轻松地条件电机的转 速。因此，结合MMC-1和L298，电机驱动及控制模块的电路如图 7所示。其中 八个续流二极管防止电机线圈在突然断电时产生的感应电动势对L298的损害。本系统是通过控制电机的转动时间来控制其转动速度，因此直接将ENA和ENB端接高电平，以全速运转。电机驱动及控制模块如图11所示。111smsffi OUT* OUT* DU ENABLES DB lOOIC V GKO mi 田ABLE AINL SUPPLY V OVT3 OUTL £EH$ETE2IDEVnilOKLGLli2T. /.u1413U JNT410m*沪9J_ft|VCC8 - - 67733VfCHI SENCW5ENCH3INICHS SENCmiNI伽CHimViACHISTAIRESETKC _UW卽iCHIDCPWM心缰C