一、 項(xiàng)目名稱：《直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)》

二、 原理圖設(shè)計(jì)第一部分

大家好，今天我們開始對(duì)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器項(xiàng)目進(jìn)行原理圖的設(shè)計(jì)，我們按照 上次給大家分享的項(xiàng)目需求分析來(lái)著手根據(jù)功能劃分來(lái)設(shè)計(jì)各自對(duì)應(yīng)的電路 模塊

我們先來(lái)回顧一下這個(gè)控制器要實(shí)現(xiàn)的功能：

1.電壓采集。 

2.電壓保護(hù)。

 3.LED 燈狀態(tài)顯示。

 4.實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)調(diào)速控制。

大家看到上面要實(shí)現(xiàn)的 4 個(gè)功能，這些功能的實(shí)現(xiàn)都需要提供電源。所以我 們需要設(shè)計(jì)一個(gè)電源模塊，這個(gè)模塊可以給單片機(jī)進(jìn)行供電、給電機(jī)進(jìn)行供電。 那么通過(guò)上次的分享，我們已經(jīng)確定了 Vbus 電壓為 5V，所以整個(gè)電源模塊的輸 入電壓我們就可以定為 5V，這樣只需要通過(guò)一個(gè)線性電源就可以得到單片機(jī)的 供電電壓。

5V 的輸入，我們可以使用一個(gè) 3.96mm 間距的 2pin 的接線端子輸入，那么 為了給后級(jí)提供能量，一般我們?cè)陔娫摧斎胩帟?huì)加一個(gè)大的電容，這個(gè)大電容 的選型主要考慮容值和耐壓，關(guān)于容值一般我們可以通過(guò)經(jīng)驗(yàn)法來(lái)選擇，可以 通過(guò)示波器觀察紋波來(lái)進(jìn)行電容容值的調(diào)整，調(diào)整的依據(jù)為：若紋波大，則加 大電容的容值，若紋波小則可以減小電容的容值。具體調(diào)整到項(xiàng)目要求的紋波 范圍內(nèi)即可。當(dāng)然電容容值大肯定紋波小，能滿足要求，但是可能價(jià)格就會(huì)偏 貴，所以需要合理的選擇電容的容值，當(dāng)然有時(shí)候也需要考慮庫(kù)存、通用品， 如果自己公司庫(kù)存有合適的電容也可以直接拿來(lái)用，或者有些電容容值可能偏 大，但是屬于通用品，這樣價(jià)格也會(huì)便宜些，所以電容的選取不是一成不變的， 大家心里要清楚

關(guān)于耐壓的選取，一般可以考慮電源結(jié)點(diǎn)處電壓的 1.5 倍-2 倍之間，同樣 耐壓的選取也需要結(jié)合上面提到的庫(kù)存和通用品考慮，在這兩個(gè)條件不滿足的 前提下，再使用我們講的選取方法進(jìn)行選擇

然后大電容旁邊一般都會(huì)并聯(lián)一個(gè)容值為 104 的瓷片電容，用于濾除高頻干 擾，這樣就可以得到對(duì)應(yīng)的電路圖了。

接下來(lái)，需要選擇一個(gè)線性電源，把 5V 降到 3.3V 給單片機(jī)進(jìn)行供電，這個(gè) 線性電源芯片可以選用常用的 AMS1117-3.3V，同樣輸出的 3.3V 后面帶有負(fù)載， 所以 3.3V 也需要增加一個(gè)大的儲(chǔ)能電容和小的瓷片電容

然后我們可以加一個(gè)電源指示燈，用于電源供電指示。最終的電源模塊的電 路圖如下圖所示：

這樣電源模塊對(duì)應(yīng)的電路就設(shè)計(jì)好了。然后需要用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能的 控制，所以就需要設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊了。根據(jù)上次我們選用單片機(jī)型號(hào) STM32030F4P6，則可以設(shè)計(jì)出如下圖所示的最小系統(tǒng)：

大家看上面的圖，對(duì)于單片機(jī)的供電，我們一般都會(huì)采用一個(gè)大電容和一個(gè) 小電容，同樣大電容作為儲(chǔ)能電容，小電容作為濾波電容，大電容的選型一般 容值在 10uF 即可，當(dāng)然有的單片機(jī)會(huì)在手冊(cè)中給出具體的電容容值參數(shù)，我們 也可以參考手冊(cè)進(jìn)行選取

然后，單片機(jī)的復(fù)位引腳的話，我們外面只接了一個(gè) 104 電容，那么，我們 說(shuō)上電外部復(fù)位的話，需要復(fù)位引腳為低，這樣的接法能否保證單片機(jī)上電復(fù) 位引腳為低呢？那么，為了了解這個(gè)問(wèn)題，我們就要查看單片機(jī)的數(shù)據(jù)手冊(cè)了

大家可以看到上圖中有一個(gè) Rpu 上拉電阻，這樣當(dāng)單片機(jī)上電時(shí)會(huì)從 VDD 出 發(fā)經(jīng)過(guò)電路 Rpu 對(duì)外面的 0.1uF 電容進(jìn)行充電，那么 0.1uF 電容充電時(shí)，等效于短路，所以此時(shí)復(fù)位引腳就變?yōu)榈碗娖搅耍藭r(shí)單片機(jī)就實(shí)現(xiàn)了外部復(fù)位， 隨著電容充電的進(jìn)行，電容充滿之后，復(fù)位引腳就是高電平，此時(shí)就完成了整 個(gè)外部復(fù)位過(guò)程

所以，綜上分析，我們?cè)韴D中的 104 電容是可以實(shí)現(xiàn)外部復(fù)位功能的

然后，我們?cè)賮?lái)看圖中的 BOOT0 引腳，這個(gè)引腳可以配置單片機(jī)初始上電時(shí) 啟動(dòng)的方式，一般我們都是默認(rèn)從 Flash 啟動(dòng)，所以這個(gè)引腳我們下拉到低電 平即可

關(guān)于 BOOT 的配置方式及啟動(dòng)方式，可以參照上圖

以上就是單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)講解，接下來(lái)我們要實(shí)現(xiàn) LED 燈的 控制，所以需要使用一個(gè)單片機(jī)的 IO 口來(lái)控制 LED 燈，對(duì)應(yīng)的電路如下圖所示：

接下來(lái)，要實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速的話，我們?cè)谥v項(xiàng)目需求分析的時(shí)候講過(guò)可以通過(guò) 電位器的方式調(diào)整，電位器的話屬于模擬量，所以我們需要將電位器接到單片 機(jī)的 AD 引腳，具體電路如下圖所示：

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