电机驱动及控制模块

3.3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。长期以来，直流电动机一直占据着调速控制的统

治地位。它具有良

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：

GWD

TCC

CAP- CAP* C>p 2+

CAP

CAP 2-

CAP 1*

BOUT 】 T-IH1 rr-ouTi

T-IH2 RRJNL

R-DITTI KR-3N2 R-0UT2

MAX232

J31

L

2 ]

| ' |

COM2

TL

2J04

J?

Ut

vce

CJ 輾性10UF

. RE 証 T

TRN LK

J14

■Il

RST

D5

-K-

T 宾D/P3L

W0/P32 WT/P33

Ti]/P34 T1P35

亟P 北

RD^a?

XTALJ

XT ALL

P22

WZC P23

P21

FST

P20/PCA2

RXD J MO PI7 TSDJP31

PIS XTAL2

PIS XT ALL

PU ]NT0vP32 Pi3 加 TLJP33 PI2 阳34

Fll PCA1/P35

PID

PCA3JP34

P37^PCAQ P25 P27 GND

P2I5

PM

20

P12 T5~P1I IS P1D T?~

IE~ T5"

5TC12C5A60S2

1

J]]

1 1 PUL 1

POL

J

PLL J

P03 P^"

J 4 c

7

□

■Q PQ6

C G PG7 f

3

y

［且

w

12

LD4

-12 PSD

—

TXD

CU

VCC

Jk:

J]5

U1

STCia£24ADdb 单片•机

P22 1

F2TJ

' a

P3：JJ

P251J

14

T J35

CON2

3&

P20

25 PJ6

1

VCC POIVADO 卩 OUADI P02/AD2 P03/AE-3 P 閑沁 4 P05/AE ：'5

POS/ADd

EZ_LVD/P4.6/RST2

ALE/F-q 5 NAJP4 4

T- 6 4 3 2 ft O 2「

q 2 2 2 2 2 2

调速范围宽，可以使电机安全地工作在每分钟几转到全速运转； 效率高，电源能源损耗小； 易于数字量控制；

应用广泛，PWM 技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ASSF 芯片MMC-1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：

三通道步进电机或直流电机控制，电机类型可以自由配置 主控MCU 通过UART 或者SPI 串型接口控制睡眠模式

通过单片机的TXD 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 模式，低电平为SPI

(1) (2) (3) 直流电机的正反转控制

(4) 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

供电电压：Vdd=2.7V 〜5.5V (8) 芯片的封装如图8所示

CHISEN O~~►

3—

CH ：FNT CM — a-inwr O — CH I ST A J ” O_►

RESET

L' ART SFT O _•- SLEEP REQC Vfis

"間

TXD-SO RXDSI SCK

；O

3Q 29

28：

r»T

16

y

24 8

9

10

11

IQ

12

O IS 14 r

15

—O

—O CH3KEN

——O V J >P

----- O XdLl

—o

—►<> CH ：STA I —O CH2!

-*o CHlffTAlCHJDCP^j —rH]STB2 CHlDCDIR —CHzmzCUiDCPWM

riWSTB ：广 tiHXQIR —+O

-+o

CH JSTE ： '直yXTHR aBfxTAl CH 于;TIE I

图 8 MMC-1 芯片外部引脚封装图