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  柯慕漓 2013-07-15 00:00:00

  挺難的問題！一時半會說不清楚！ 賣一個電動自行車的主控制器拆開看看吧！ 估計有你想要的結(jié)果！！！

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  uxhndtb 2018-04-15 00:00:00

  一.電機調(diào)速模塊. 我們的設(shè)計思路是先產(chǎn)生占空比可調(diào)的方波(方法有多種，一是用555構(gòu)成多諧振蕩器.二可以利用單片機產(chǎn)生PWM方波)+4功率器件構(gòu)成的H橋電路，用以驅(qū)動直流電機轉(zhuǎn)動.當然還許多驅(qū)動方案，比如三極管-電阻作柵極驅(qū)動\低壓驅(qū)動電路的簡易柵極驅(qū)動，還有可以直接用個MCU產(chǎn)生PWM外加一個MOS管驅(qū)動也可以. 1.1直流電機驅(qū)動電路的設(shè)計目標 在直流電機驅(qū)動電路的設(shè)計中，主要考慮一下幾點： 1． 功能：電機是單向還是雙向轉(zhuǎn)動？需不需要調(diào)速？對于單向的電機驅(qū)動，只要用一個大功率三極管或場效應(yīng)管或繼電器直接帶動電機即可，當電機需要雙向轉(zhuǎn)動時，可以使用由4個功率元件組成的H橋電路或者使用一個雙刀雙擲的繼電器。如果不需要調(diào)速，只要使用繼電器即可；但如果需要調(diào)速，可以使用三極管，場效應(yīng)管等開關(guān)元件實現(xiàn)PWM（脈沖寬度調(diào)制）調(diào)速。 2. 性能：對于PWM調(diào)速的電機驅(qū)動電路，主要有以下性能指標。 1）輸出電流和電壓范圍，它決定著電路能驅(qū)動多大功率的電機。 2）效率，高的效率不僅意味著節(jié)省電源，也會減少驅(qū)動電路的發(fā)熱。要提高電路的效率，可以從保證功率器件的開關(guān)工作狀態(tài)和防止共態(tài)導(dǎo)通（H橋或推挽電路可能出現(xiàn)的一個問題，即兩個功率器件同時導(dǎo)通使電源短路）入手。 3）對控制輸入端的影響。功率電路對其輸入端應(yīng)有良好的信號隔離，防止有高電壓大電流進入主控電路，這可以用高的輸入阻抗或者光電耦合器實現(xiàn)隔離。 4）對電源的影響。共態(tài)導(dǎo)通可以引起電源電壓的瞬間下降造成高頻電源污染；大的電流可能導(dǎo)致地線電位浮動。 5）可靠性。電機驅(qū)動電路應(yīng)該盡可能做到，無論加上何種控制信號，何種無源負載，電路都是安全的。 考慮到以上的因素我們采用555多諧振蕩器產(chǎn)生占空比可調(diào)的方波+4功率器件構(gòu)成的H橋來驅(qū)動直流電機.電路圖如下: 1.2、電機調(diào)速模塊的電路圖功能分析 555通過可調(diào)電阻可以實現(xiàn)占空比可調(diào)的方波，即組成占空比可調(diào)的多諧振蕩器。 多諧振蕩器實現(xiàn)占空比可調(diào)的方波的功能分析： 電源接通瞬間，電容C2上的初始電壓為0，施密特觸發(fā)器輸出電壓為U為高電平，與此同時由于集電極開路輸出端（7腳）對地斷開，電源通過R5、R7開始對電容C充電，電路進入暫穩(wěn)態(tài)I狀態(tài)。此后電路按下列四個階段周而復(fù)始地循環(huán)，產(chǎn)生周期性的輸出脈沖。 （1） 暫穩(wěn)態(tài)I階段，VCC通過R5。R7向電容C充電，電容C的電壓Uc按指數(shù)上升，在UC高于2/3VCC之前，定時器暫時維持‘1’的狀態(tài)，輸出為高電位。 （2） 翻轉(zhuǎn)I階段，電容C繼續(xù)充電，當Uc高于2/3VCC后，定時器翻轉(zhuǎn)為‘0’的狀態(tài)，輸出為低電位。此時，集電極開路輸出端（7腳）由對地斷開變?yōu)閷?dǎo)通。 （3） 暫穩(wěn)態(tài)II階段，電容C開始經(jīng)歷R7、R6對地（7腳）放電，Uc按照指數(shù)下降，在Uc低于1/3VCC之前，定時器依然維持‘0’的狀態(tài)。輸出為低電位。 （4） 翻轉(zhuǎn)II階段，電容C繼續(xù)放電，當Uc低于1/3VCC后，定時器翻轉(zhuǎn)為‘1’狀態(tài)，輸出為高電位。此時，集電極開路輸出端（7腳）由對地導(dǎo)通變?yōu)閷Φ財嚅_。此后，振蕩器又回復(fù)到暫穩(wěn)態(tài)I狀態(tài)。 （5） 可以通過調(diào)節(jié)R6的大小來調(diào)節(jié)定時器輸出方波的占空比。 Uln2003芯片是16腳七路電機驅(qū)動芯片，這塊芯片在這里可以看作是七非門芯片，作用是保證10腳和14腳的輸出SINGLE1和SINGLE2的輸出為一高一低。芯片中的二極管起到分流的作用。電路圖的右部分的作用是通過調(diào)節(jié)電機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速，當SINGLE1為高 SINGLE2為低時，三極管Q2，Q3，Q5導(dǎo)通，Q1，Q4，Q6截止，電機1端通過Q5接地，Vcc通過Q2直接押在電機2端，此時電機2端電位高于1端，電機反轉(zhuǎn)；當SINGLE1為低SINGLE2為高時，電機正轉(zhuǎn)。當某一時刻占空比大于50％時，電機呈現(xiàn)正轉(zhuǎn)加速或是反轉(zhuǎn)減速狀態(tài)；某一時刻占空比小于50％時，電機呈現(xiàn)正轉(zhuǎn)減速或是反轉(zhuǎn)加速狀態(tài)。電機就是通過矩形波占空比的不同來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的，電機呈現(xiàn)出來的轉(zhuǎn)速是平均速度。 二.電機測速模塊電路以及功能分析 我們的設(shè)計思路是利用光電隔離器件以及BCD計數(shù)器實現(xiàn)直流電機測速模塊電路.利用電機轉(zhuǎn)動時帶動紙片遮擋光耦，使其發(fā)光二極管發(fā)出的紅外光被其中的光敏三極管所接收，通過BCD計數(shù)器Z后將在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)數(shù)給顯示出來. 電路圖如下: 1.3、電機測速模塊整個電路以及其他功能分析 1.3.1芯片功能分析 CD40192: 可預(yù)置BCD加/減計數(shù)器(雙時鐘) NSC\TI///J1J2J3J4是可以預(yù)設(shè)數(shù)字的輸入，Q1Q2Q3Q4是加減計數(shù)的輸出。C0是進位端接高位的UP（加計數(shù)器）。BO是借位端圖上不接，為空腳。ENABLE是使能端。VSS接地，VCC接電源。DOWN是減計數(shù)器。 CD4511 BCD鎖存、7段譯碼，驅(qū)動器： //A、B、C、D分別接BCD加減計數(shù)器的輸出端，鎖存數(shù)字。再7段譯碼將其輸出到數(shù)碼管。 CD40106 六施密特觸發(fā)器： NSC\TI //輸入信號為A，輸出信號為A反，對輸入的脈沖進行整形并取反，使高位計數(shù)器的加計數(shù)能夠計數(shù)。 1.4、接受板子整個電路圖功能分析 光電耦合器OPTOISO1，當其接受到光信號，LED放光，三極管飽和導(dǎo)通，晶體管Q1導(dǎo)通，因為電阻R3 為47K，大部分的電壓分壓在電阻上了，A為低電平。若沒有接受到光的話，A為一高點平，這樣在A端形成了一個負脈沖，再經(jīng)過CD40106 六施密特觸發(fā)器對脈沖進行整形并且取反，得到A的非為一正脈沖（指的是沒有光的時候為低電平，有光信號的時候為高電平）。 經(jīng)過六施密特觸發(fā)器的脈沖信號再接到CD40192的UP端使BCD計數(shù)器件1為加計數(shù)器。又兩個CD40192ENABLE是使能端一起接在enable信號上。 REST信號也相連一起通過按鍵S1接VCC高電平/通過R9 10K接地。這樣只要按S1就可以實現(xiàn)REST重置清零。不按S1的就照常計數(shù)。 Enable使能信號的產(chǎn)生:是通過按鍵S1和555芯片以及相應(yīng)的RC電路，實現(xiàn)一定時間的延時，也就是意味著一按S1，在定時T(由RC值確定)的時間內(nèi)，計數(shù)器在計數(shù)，將光電耦合器接受到的恒定脈沖個人給計數(shù)，定時時間到的話就停止.這樣的話可以將電機的速度給測出來.定時時間為0.5S~1.0S. 驅(qū)動CD40192工作，我們對照圖2來分析這個定時器的功能。 當一上電的時候， 3 (OUT)腳輸出一個高電平，

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