基于TB6612FNG和單片機(jī)的直流電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　2 電機(jī)控制單元設(shè)計(jì)

　　2.1 單元硬件構(gòu)成

　　圖2所示為TB6612FNG與AVR單片機(jī)組成的電機(jī)控制單元。單片機(jī)定時(shí)器產(chǎn)生4路PWM輸出作為AIN1/AIN2和BIN1/BIN2控制信號(hào)，如圖2中OCxA、0CxB對(duì)電機(jī)M1和M2的控制。采用定時(shí)器輸出硬件PWM脈沖，使得單片機(jī)CPU只在改變PWM占空比時(shí)參與運(yùn)算，大大減輕了系統(tǒng)運(yùn)算負(fù)擔(dān)和PWM軟件編程開銷。輸入引腳PWMA、PWMB和STBY由I/0電平控制電機(jī)運(yùn)行或制動(dòng)狀態(tài)以及器件工作狀態(tài)。電路采用耐壓值25 V的10μF電解電容和0.1μF的電容進(jìn)行電源濾波，使用功率MOSFET對(duì)VM和VCC提供電源反接保護(hù)。

　　2.2 電機(jī)控制的軟件實(shí)現(xiàn)

　　脈寬調(diào)制方式產(chǎn)生占空比變化的PWM信號(hào)，通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)器輸出狀態(tài)的快速切換，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的速度控制。PWM占空比的大小決定輸出電壓平均值，進(jìn)而決定電機(jī)的轉(zhuǎn)速。文中采用單極性、定頻調(diào)寬的PWM調(diào)制方式，保證電機(jī)調(diào)速控制的穩(wěn)定性。TB6612FNG的邏輯真值表如表1所示。該器件工作時(shí)STBY引腳置為高電平;IN1和IN2不變，調(diào)整PWM引腳的輸入信號(hào)可進(jìn)行電機(jī)單向速度控制;置PWM引腳為高電平，并調(diào)整IN1和IN2的輸入信號(hào)可進(jìn)行電機(jī)雙向速度控制。表中A、B兩通道的控制邏輯相同。

　　單片機(jī)定時(shí)器PWM輸出設(shè)置如圖3所示。首先需設(shè)置T/C中斷屏蔽寄存器TIMSKx使能定時(shí)器溢出中斷。其次分別設(shè)置T/C控制寄存器TCC-RxA和TCCRxB選擇PWM模式和預(yù)分頻比，最后將控制信號(hào)引腳I/0置為輸出。程序運(yùn)行時(shí)，每當(dāng)定時(shí)器計(jì)數(shù)產(chǎn)生溢出，CPU響應(yīng)中斷，定時(shí)器回零后重新開始計(jì)數(shù)。

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