一、 項目名稱：《直流電機驅動器設計》

二、 原理圖設計第一部分

大家好，今天我們開始對直流電機驅動器項目進行原理圖的設計，我們按照 上次給大家分享的項目需求分析來著手根據(jù)功能劃分來設計各自對應的電路 模塊

我們先來回顧一下這個控制器要實現(xiàn)的功能：

1.電壓采集。 

2.電壓保護。

 3.LED 燈狀態(tài)顯示。

 4.實現(xiàn)電機正反轉調速控制。

大家看到上面要實現(xiàn)的 4 個功能，這些功能的實現(xiàn)都需要提供電源。所以我 們需要設計一個電源模塊，這個模塊可以給單片機進行供電、給電機進行供電。 那么通過上次的分享，我們已經確定了 Vbus 電壓為 5V，所以整個電源模塊的輸 入電壓我們就可以定為 5V，這樣只需要通過一個線性電源就可以得到單片機的 供電電壓。

5V 的輸入，我們可以使用一個 3.96mm 間距的 2pin 的接線端子輸入，那么 為了給后級提供能量，一般我們在電源輸入處會加一個大的電容，這個大電容 的選型主要考慮容值和耐壓，關于容值一般我們可以通過經驗法來選擇，可以 通過示波器觀察紋波來進行電容容值的調整，調整的依據(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。具體調整到項目要求的紋波 范圍內即可。當然電容容值大肯定紋波小，能滿足要求，但是可能價格就會偏 貴，所以需要合理的選擇電容的容值，當然有時候也需要考慮庫存、通用品， 如果自己公司庫存有合適的電容也可以直接拿來用，或者有些電容容值可能偏 大，但是屬于通用品，這樣價格也會便宜些，所以電容的選取不是一成不變的， 大家心里要清楚

關于耐壓的選取，一般可以考慮電源結點處電壓的 1.5 倍-2 倍之間，同樣 耐壓的選取也需要結合上面提到的庫存和通用品考慮，在這兩個條件不滿足的 前提下，再使用我們講的選取方法進行選擇

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

接下來，需要選擇一個線性電源，把 5V 降到 3.3V 給單片機進行供電，這個 線性電源芯片可以選用常用的 AMS1117-3.3V，同樣輸出的 3.3V 后面帶有負載， 所以 3.3V 也需要增加一個大的儲能電容和小的瓷片電容

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

這樣電源模塊對應的電路就設計好了。然后需要用單片機來實現(xiàn)相關功能的 控制，所以就需要設計單片機最小系統(tǒng)模塊了。根據(jù)上次我們選用單片機型號 STM32030F4P6，則可以設計出如下圖所示的最小系統(tǒng)：

大家看上面的圖，對于單片機的供電，我們一般都會采用一個大電容和一個 小電容，同樣大電容作為儲能電容，小電容作為濾波電容，大電容的選型一般 容值在 10uF 即可，當然有的單片機會在手冊中給出具體的電容容值參數(shù)，我們 也可以參考手冊進行選取

然后，單片機的復位引腳的話，我們外面只接了一個 104 電容，那么，我們 說上電外部復位的話，需要復位引腳為低，這樣的接法能否保證單片機上電復 位引腳為低呢？那么，為了了解這個問題，我們就要查看單片機的數(shù)據(jù)手冊了

大家可以看到上圖中有一個 Rpu 上拉電阻，這樣當單片機上電時會從 VDD 出 發(fā)經過電路 Rpu 對外面的 0.1uF 電容進行充電，那么 0.1uF 電容充電時，等效于短路，所以此時復位引腳就變?yōu)榈碗娖搅?，此時單片機就實現(xiàn)了外部復位， 隨著電容充電的進行，電容充滿之后，復位引腳就是高電平，此時就完成了整 個外部復位過程

所以，綜上分析，我們原理圖中的 104 電容是可以實現(xiàn)外部復位功能的

然后，我們再來看圖中的 BOOT0 引腳，這個引腳可以配置單片機初始上電時 啟動的方式，一般我們都是默認從 Flash 啟動，所以這個引腳我們下拉到低電 平即可

關于 BOOT 的配置方式及啟動方式，可以參照上圖

以上就是單片機最小系統(tǒng)模塊的設計講解，接下來我們要實現(xiàn) LED 燈的 控制，所以需要使用一個單片機的 IO 口來控制 LED 燈，對應的電路如下圖所示：

接下來，要實現(xiàn)電機調速的話，我們在講項目需求分析的時候講過可以通過 電位器的方式調整，電位器的話屬于模擬量，所以我們需要將電位器接到單片 機的 AD 引腳，具體電路如下圖所示：

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