CN104360613A - 一种智能电动工具的控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能电动工具的控制电路。本发明包括单片机控制芯片U1、5V外接电源、12V外接电源、第零滤波电容C0、调速接口电路、连接口P11、连接口P10、稳压电路、串口电路、蜂鸣器电路、复位电路、TFT小板接口P4、霍尔接口电路、继电器电路、热敏电阻接口电路、下载接口P6、三相驱动无刷电机电路、电机排线接口P2、外电源接口电路、监测电压电路、电机电流检测电路。本发明电路结构简单，元器件精简，且功能容易实现；能够使包胶机的速度可控；在具备一般包胶功能的基础上，能够检测电路中电流、电压、温度的变化情况；内含有滤波电路、过流检测电路等，使得包胶机在相对恶劣的情况下正常包胶。

Description

一种智能电动工具的控制电路

技术领域

本发明属于工业控制技术领域，具体涉及一种电路，尤其涉及一种智能电动工具的控制电路。

背景技术

我国汽车产业近来年蓬勃发展，全国各类汽车总量已达8000万台以上。汽车线束做为汽车电路的网络主体，连接汽车的电气电子部件并使之发挥功能，有汽车神经之称谓，没有线束也就不存在汽车电路。汽车线束要保证汽车在各种恶劣环境和行驶条件下都具备可靠性与安全性。不管是高级豪华轿车还是经济普通型汽车，线束编成的形式基本上是一样的，都是由电线、联插件和包裹胶带组成，它既要确保传送电信号，也要保证连接电路的可靠性，向电子电气部件供应规定的电流值，防止对周围电路的电磁干扰，并排除电器短路。目前大多汽车线束生产厂用人工包胶线束，人工包胶线束的工作速度慢，产品质量不稳定，而且劳动力成本增大。为了提高线束包胶的质量和效率、降低生产成本德国等发达国家研制了手持式电动工具，受到了线束生产厂商的重视，但由于新产品价格高昂，未能进入到汽车线束生产领域。为此诸暨中澳自动化设备有限公司已研发出性价比更高的手持式智能电动工具。在具备一般包胶功能的基础上，能够检测电路中电流、电压、温度的变化情况，能够调节包胶的速度，控制显示屏的显示信息，也能更好更准确的控制包胶的速度与质量。

鉴于汽车线束生产过程仍然采用人力进行包胶。它具有效率低下、劳动强度大、包胶质量差、人工成本高等缺点。为此，开发了一类机电一体化产品，能够实现包胶过程的自动化。这里，公布一种针对此类机器的一种控制电路。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种智能电动工具的控制电路。

本发明包括单片机控制芯片U1、5V外接电源、12V外接电源、第零滤波电容C0、调速接口电路、连接口P11、连接口P10、稳压电路、串口电路、蜂鸣器电路、复位电路、TFT小板接口P4、霍尔接口电路、继电器电路、热敏电阻接口电路、下载接口P6、三相驱动无刷电机电路、电机排线接口P2、外电源接口电路、监测电压电路、电机电流检测电路。

单片机控制芯片U1的电源内核管脚（5脚）与第零滤波电容C0的一端相连接，第零滤波电容C0的另一端接地；单片机控制芯片U1的电源管脚（6、7、9脚）与5V外接电源相接；单片机控制芯片U1的接地管脚（4、10脚）接地。单片机控制芯片U1的I/O管脚（11、12、15脚）分别与电机排线接口P2的2、3、4脚，连接口P11的3、2、1脚相连接；电机排线接口P2的1脚与5V外接电源相连接，电机排线接口P2的5脚接地；连接口P11的4脚与单片机控制芯片U1的I/O管脚（13脚）相连接，连接口P11的5脚与12V外接电源相连接，连接口P11的6脚接地，连接口P11的7脚与5V外接电源相连接；连接口P10的1脚与单片机控制芯片U1的I/O管脚（16脚）相连接；连接口P10的2、3、4、5、6、7脚分别与单片机控制芯片U1的I/O管脚（29、28、27、3、22、23脚）相连接；TFT小板接口P4的1、2脚分别与单片机控制芯片U1的I/O管脚（25、24脚）相连接；TFT小板接口P4的3脚与单片机控制芯片U1的信号发射管脚（30脚）相连接；TFT小板接口P4的4脚与5V外接电源相连接；TFT小板接口P4的5脚接地；

下载接口P6的1脚与单片机控制芯片U1的复位管脚（1脚）相连接；下载接口P6的2脚接地；下载接口P6的3脚与单片机控制芯片U1的下载管脚（26脚）相连接；载接口P6的2脚与5V外接电源相连接；

所述的单片机控制芯片U1的型号为STM8S105K6T6C。

调速接口电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、接插件P1；接插件P1的1脚与霍尔接口电路中接插件P8的2脚相连接；接插件P1的2脚接地；接插件P1的5、4、3脚分别与第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3的一端相连接，同时分别与单片机控制芯片U1的I/O管脚（19、20、21脚）相连接；第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3的另一端均与5V外接电源相连接；

稳压电路包括电压转换芯片U2、第十二极性电容C12、第十三滤波电容C13；电压转换芯片U2的电源输入管脚（1脚）与12V外接电源相连接；电压转换芯片U2的接地管脚（2脚）接地；电压转换芯片U2的电源输出管脚（3脚）与第十二极性电容C12的正极、第十三滤波电容C13的一端相连接，同时与5V外接电源相连接；第十二极性电容C12的负极、第十三滤波电容C13的另一端均接地；所述的电压转换芯片U2的型号为K7805。

串口电路包括接插件P3、第四电阻R4和第四三极管Q4；接插件P3的电源管脚（1脚）与5V外接电源相连接；接插件P3的接地管脚（2脚）接地；接插件P3的信号接收管脚（3脚）同时与第四电阻R4的一端、第四三极管Q4的集电极相连接，第四电阻R4的另一端与5V外接电源相连接，第四三极管Q4的发射极与单片机控制芯片U1的信号发射管脚（30脚）相连接，第四三极管Q4的基极与单片机控制芯片U1的I/O管脚（2脚）相连接；接插件P3的信号发射管脚（4脚）与单片机控制芯片U1的信号接收管脚（31脚）相连接；接插件P3的配置管脚（5脚）与单片机控制芯片U1的I/O管脚（8脚）相连接；

蜂鸣器电路包括蜂鸣器B1、第五电阻R5、第六电阻R6、第三二极管D3和第五三极管Q5；第五电阻R5的一端同时与蜂鸣器B1的一端和第三二极管D3的正极相连接，第三二极管D3的负极与蜂鸣器B1的另一端相连接；第五电阻R5的另一端与第五三极管Q5的集电极，第五三极管Q5的基极与第六电阻R6的一端相连接，第六电阻R6的另一端与单片机控制芯片U1的I/O管脚（18脚）相连接；第五三极管Q5的发射极接地；

复位电路包括第七电阻R7、第一滤波电容C1；第七电阻R7的一端与5V外接电源相连接，第七电阻R7的另一端与第一滤波电容C1的一端相连接，同时与单片机控制芯片U1的复位管脚（1脚）相连接；第一滤波电容C1的另一端接地；

霍尔接口电路包括接插件P8和第八电阻R8；接插件P8的1脚与TFT小板接口P4的6脚相连接；接插件P8的3脚接地；接插件P8的4脚同时与第八电阻R8的一端、单片机控制芯片U1的I/O管脚（32脚）相连接；第八电阻R8的另一端与接插件P8的5脚相连接，同时与5V外接电源相连接；

继电器电路包括接插件P7、第四二极管D4、第七MOS管M7；接插件P7的1脚与第四二极管D4的正极、第七MOS管M7的漏极相连接；接插件P7的2脚与第四二极管D4的负极相连接，同时与12V外接电源相连接；第七MOS管M7的栅极与单片机控制芯片U1的I/O管脚（15脚）相连接；第七MOS管M7的源极接地；所述第七MOS管M7的型号为AO3400；

热敏电阻接口电路包括接插件P9、第九电阻R9、第十四滤波电容C14；接插件P9的1脚与第十四滤波电容C14的一端相连接，同时接地；接插件P9的2脚与第九电阻R9的一端、第十四滤波电容C14的另一端相连接，同时与单片机控制芯片U1的A/D转换管脚（14脚）相连接；第九电阻R9的另一端与5V外接电源相连接；

三相驱动无刷电机电路包括第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4、第五MOS管M5、第六MOS管M6、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3；

第十电阻R10的一端与单片机控制芯片U1的I/O管脚（27脚）相连接；第十电阻R10的另一端同时与第十三电阻R13的一端、第一三极管Q1的基极相连接；第一三极管Q1的发射极与第十三电阻R13的另一端相连接，同时接地；第一三极管Q1的集电极与第十一电阻R11的一端相连接，第十一电阻R11的另一端第十二电阻R12的一端、第一MOS管M1的栅极相连接；第十二电阻R12的另一端与第一MOS管M1的漏极相连接，同时与12V外接电源相连接；第一MOS管M1的源极与第四MOS管M4的漏极相连接，同时与电机排线接口P2的6、7管脚相连接；第四MOS管M4的栅极与第十四电阻R14、第十五电阻R15的一端相连接；第十四电阻R14的另一端与单片机控制芯片U1的I/O管脚（22脚）相连接；第四MOS管M4的源极与第十五电阻R15的另一端相连接，并接地；

第十六电阻R16的一端与单片机控制芯片U1的I/O管脚（28脚）相连接；第十电阻R16的另一端同时与第十三电阻R19的一端、第二三极管Q2的基极相连接；第二三极管Q2的发射极与第十九电阻R19的另一端相连接，同时接地；第二三极管Q2的集电极与第十七电阻R17的一端相连接，第十七电阻R17的另一端第十八电阻R18的一端、第二MOS管M2的栅极相连接；第十八电阻R18的另一端与第二MOS管M2的漏极相连接，同时与12V外接电源相连接；第二MOS管M2的源极与第五MOS管M5的漏极相连接，同时与电机排线接口P2的8、9管脚相连接；第五MOS管M5的栅极与第二十电阻R20、第二十一电阻R21的一端相连接；第二十电阻R20的另一端与单片机控制芯片U1的I/O管脚（23脚）相连接；第五MOS管M5的源极与第二十一电阻R21的另一端相连接，并接地；

第二十二电阻R22的一端与单片机控制芯片U1的I/O管脚（29脚）相连接；第二十二电阻R22的另一端同时与第二十五电阻R25的一端、第三三极管Q3的基极相连接；第三三极管Q3的发射极与第二十五电阻R25的另一端相连接，同时接地；第三三极管Q3的集电极与第二十三电阻R23的一端相连接，第二十三电阻R23的另一端第二十四电阻R24的一端、第三MOS管M3的栅极相连接；第二十四电阻R24的另一端与第三MOS管M3的漏极相连接，同时与12V外接电源相连接；第三MOS管M3的源极与第六MOS管M6的漏极相连接，同时与电机排线接口P2的10、11管脚相连接；第六MOS管M6的栅极与第二十六电阻R26、第二十七电阻R27的一端相连接；第二十六电阻R26的另一端与单片机控制芯片U1的I/O管脚（3脚）相连接；第六MOS管M6的源极与第二十七电阻R27的另一端相连接，并接地；

外电源接口电路包括接插件P5、按键K1、第六滤波电容C6、第七滤波电容C7、保险丝F1、保险丝F2、双向稳压管D5；接插件P5的1脚与第六滤波电容C6的一端、第七滤波电容C7的一端、双向稳压管D5的一端相连接，同时接地；接插件P5的2脚与按键K1的一端相连接，按键K1的另一端与保险丝F1、保险丝F2的另一端相连接，保险丝F1、保险丝F2的另一端同时与第六滤波电容C6的另一端、第七滤波电容C7的另一端、双向稳压管D5的另一端、监测电压电路中第一二极管D1的正极相连接；

监测电压电路第一二极管D1、稳压管D2、第二十八电阻R28、第二十九电阻R29、第四滤波电容C4；第一二极管D1的负极与第二十八电阻R28的一端相连接，第二十八电阻R28的另一端与第二十九电阻R29的一端、第四滤波电容C4的一端、稳压管D2的负极相连接，同时与单片机控制芯片U1的I/O管脚（16脚）相连接；第二十九电阻R29的另一端、第四滤波电容C4的另一端、稳压管D2的正极相连接，并接地；

电机电流检测电路包括电流检测芯片U3、第二极性电容C2、第三滤波电容C3、第五滤波电容C5、第八滤波电容C8、第九滤波电容C9、第十滤波电容C10、第十一滤波电容C11、第三十电阻R30、第三十一电阻R31和电感L1；电流检测芯片U3的电压采样管脚（1脚）同时与第二十八电阻R28的一端、第三十电阻R30的一端相连接，同时与12V外接电源相连接；电流检测芯片U3的电源管脚（2脚）与第三滤波电容C3的一端相连接，同时与5V外接电源相连接；电流检测芯片U3的接地管脚（4脚）与第三滤波电容C3的另一端相连接，同时接地；电流检测芯片U3的电压输出管脚（5脚）与第三十一电阻R31的一端相连接，第三十一电阻R31的另一端与第五滤波电容C5的一端相连接，同时与单片机控制芯片U1的I/O管脚（14脚）相连接；第五滤波电容C5的另一端与第二极性电容C2的负极、第八滤波电容C8的一端、第九滤波电容C9的一端、第十滤波电容C10的一端、第十一滤波电容C11的一端相连接，并接地；电流检测芯片U3的电压采样管脚（8脚）与第三十电阻R30的另一端、电感L1的一端相连接，电感L1的另一端同时与第二极性电容C2的正极、第八滤波电容C8的另一端、第九滤波电容C9的另一端、第十滤波电容C10的另一端、第十一滤波电容C11的另一端相连接，并接12V外接电源相连接。

本发明工作过程如下：

首先，调速接口P1接插件的3、4、5脚分别外接三个开关按键，三个开关按键按照一定的方式组合，形成三个档位，单片机控制芯片U1通过检测其I/O管脚（19、20、21脚）的电压大小来检测按键开关的闭合开启，获得外部按键输入信号，得知按压的档位；单片机获得按压档位后进行处理，通过控制单片机的I/O管脚（27、22、28、23、29、3脚）来控制MOS管（M1、M4、M2、M5、M3、M6）的开关，从而控制输入电机电压的PWM波，从而控制输入电机电压的大小，实现控制电机转速的目的。其中单片机控制芯片U1的11、12、15脚来将检测到电机转子的位置的霍尔信号输入单片机，从而实现电机的旋转和启停。本发明的实现能够使包胶机的速度可控，从而使包胶操作更加方便、高效。

其次，K7805稳压电路实现将+12V电压转换为+5V电压，其中第十二极性电容C12电容为10UF，用来稳压，第十三极性电容C13为0.1UF，用来滤波。而复位电路上电时，单片机复位引脚接地实现复位。继电器电路中，接插件P7外接继电器，单片机通过控制其I/O管脚（17脚）电平的高低来控制MOS管AO3400的开关，从而控制继电器的启停。当单片机I/O管脚（17脚）电平为低电平时，MOS管导通，电磁铁通电工作，当单片机I/O管脚（17脚）电平为高电平时，MOS管关闭，电磁铁断电停止工作。

再者，外电源接口电路中接插件P5接外部电源，电路短路时电流过大，保险丝F1、F2熔断，从而保护电路板，一段时间以后保险丝可以自恢复，使得在出现电路结构更加简单，元器件精简，不必每次短路都要重新换电路板，，从而降低了成本，经济优惠。

最后，检测电压电路中单片机的I/O（16脚）通过检测第二十八电阻R28和第二十九电阻R29的分压值来检测电路是否正常工作；检测电流电路中电流检测芯片可以检测出电机的电流大小，以电压的形式输送到单片机I/O（13脚），从而获得电机的电流大小。使得包胶机在相对恶劣的情况下正常包胶。TFT小板接口外接TFT显示屏，本发明在具备一般包胶功能的基础上，能够检测电路中电流、电压、温度的变化情况，并能在显示屏上显示相关信息，更好更准确的控制包胶的速度与质量。人机界面更加友好，实现了人机交互。

本发明有益效果如下：

本发明电路结构更加简单，元器件精简，且功能容易实现，从而降低了成本，经济优惠。

本发明的实现能够使包胶机的速度可控，从而使包胶操作更加方便、高效。

本发明在具备一般包胶功能的基础上，能够检测电路中电流、电压、温度的变化情况，并能在显示屏上显示相关信息，更好更准确的控制包胶的速度与质量。人机界面更加友好，实现了人机交互。

本发明内含有滤波电路、过流检测电路等，使得包胶机在相对恶劣的情况下正常包胶。 

附图说明

图1为本发明单片机控制芯片U1示意图；

图2为本发明调速接口电路示意图；

图3 为本发明连接口P11示意图；

图4 为本发明连接口P10示意图；

图5为本发明稳压电路示意图；

图6为本发明串口电路示意图；

图7为本发明蜂鸣器电路示意图；

图8 为本发明复位电路示意图；

图9为本发明TFT小板接口P4示意图；

图10 为本发明霍尔接口电路示意图；

图11为本发明继电器电路示意图；

图12 为本发明热敏电阻接口电路示意图；

图13为本发明下载接口P6示意图；

图14 为本发明三相驱动无刷电机电路示意图；

图15为本发明电机排线接口P2示意图；

图16为本发明外电源接口电路、监测电压电路、电机电流检测电路示意图。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明专利做进一步说明。

一种智能电动工具的控制电路，包括单片机控制芯片U1、5V外接电源、12V外接电源、第零滤波电容C0、调速接口电路、连接口P11、连接口P10、稳压电路、串口电路、蜂鸣器电路、复位电路、TFT小板接口P4、霍尔接口电路、继电器电路、热敏电阻接口电路、下载接口P6、三相驱动无刷电机电路、电机排线接口P2、外电源接口电路、监测电压电路、电机电流检测电路。

如图1、图3 、图4、图9、图13、图15所示，单片机控制芯片U1的电源内核管脚（5脚）与第零滤波电容C0的一端相连接，第零滤波电容C0的另一端接地；单片机控制芯片U1的电源管脚（6、7、9脚）与5V外接电源相接；单片机控制芯片U1的接地管脚（4、10脚）接地。单片机控制芯片U1的I/O管脚（11、12、15脚）分别与电机排线接口P2的2、3、4脚，连接口P11的3、2、1脚相连接；电机排线接口P2的1脚与5V外接电源相连接，电机排线接口P2的5脚接地；连接口P11的4脚与单片机控制芯片U1的I/O管脚（13脚）相连接，连接口P11的5脚与12V外接电源相连接，连接口P11的6脚接地，连接口P11的7脚与5V外接电源相连接；连接口P10的1脚与单片机控制芯片U1的I/O管脚（16脚）相连接；连接口P10的2、3、4、5、6、7脚分别与单片机控制芯片U1的I/O管脚（29、28、27、3、22、23脚）相连接；TFT小板接口P4的1、2脚分别与单片机控制芯片U1的I/O管脚（25、24脚）相连接；TFT小板接口P4的3脚与单片机控制芯片U1的信号发射管脚（30脚）相连接；TFT小板接口P4的4脚与5V外接电源相连接；TFT小板接口P4的5脚接地；

下载接口P6的1脚与单片机控制芯片U1的复位管脚（1脚）相连接；下载接口P6的2脚接地；下载接口P6的3脚与单片机控制芯片U1的下载管脚（26脚）相连接；载接口P6的2脚与5V外接电源相连接；

所述的单片机控制芯片U1的型号为STM8S105K6T6C。

如图2所示，调速接口电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、接插件P1；接插件P1的1脚与霍尔接口电路中接插件P8的2脚相连接；接插件P1的2脚接地；接插件P1的5、4、3脚分别与第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3的一端相连接，同时分别与单片机控制芯片U1的I/O管脚（19、20、21脚）相连接；第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3的另一端均与5V外接电源相连接；

如图5所示，稳压电路包括电压转换芯片U2、第十二极性电容C12、第十三滤波电容C13；电压转换芯片U2的电源输入管脚（1脚）与12V外接电源相连接；电压转换芯片U2的接地管脚（2脚）接地；电压转换芯片U2的电源输出管脚（3脚）与第十二极性电容C12的正极、第十三滤波电容C13的一端相连接，同时与5V外接电源相连接；第十二极性电容C12的负极、第十三滤波电容C13的另一端均接地；所述的电压转换芯片U2的型号为K7805。

如图6所示，串口电路包括接插件P3、第四电阻R4和第四三极管Q4；接插件P3的电源管脚（1脚）与5V外接电源相连接；接插件P3的接地管脚（2脚）接地；接插件P3的信号接收管脚（3脚）同时与第四电阻R4的一端、第四三极管Q4的集电极相连接，第四电阻R4的另一端与5V外接电源相连接，第四三极管Q4的发射极与单片机控制芯片U1的信号发射管脚（30脚）相连接，第四三极管Q4的基极与单片机控制芯片U1的I/O管脚（2脚）相连接；接插件P3的信号发射管脚（4脚）与单片机控制芯片U1的信号接收管脚（31脚）相连接；接插件P3的配置管脚（5脚）与单片机控制芯片U1的I/O管脚（8脚）相连接；

如图7所示，蜂鸣器电路包括蜂鸣器B1、第五电阻R5、第六电阻R6、第三二极管D3和第五三极管Q5；第五电阻R5的一端同时与蜂鸣器B1的一端和第三二极管D3的正极相连接，第三二极管D3的负极与蜂鸣器B1的另一端相连接；第五电阻R5的另一端与第五三极管Q5的集电极，第五三极管Q5的基极与第六电阻R6的一端相连接，第六电阻R6的另一端与单片机控制芯片U1的I/O管脚（18脚）相连接；第五三极管Q5的发射极接地；

如图8所示，复位电路包括第七电阻R7、第一滤波电容C1；第七电阻R7的一端与5V外接电源相连接，第七电阻R7的另一端与第一滤波电容C1的一端相连接，同时与单片机控制芯片U1的复位管脚（1脚）相连接；第一滤波电容C1的另一端接地；

如图10所示，霍尔接口电路包括接插件P8和第八电阻R8；接插件P8的1脚与TFT小板接口P4的6脚相连接；接插件P8的3脚接地；接插件P8的4脚同时与第八电阻R8的一端、单片机控制芯片U1的I/O管脚（32脚）相连接；第八电阻R8的另一端与接插件P8的5脚相连接，同时与5V外接电源相连接；

如图11所示，继电器电路包括接插件P7、第四二极管D4、第七MOS管M7；接插件P7的1脚与第四二极管D4的正极、第七MOS管M7的漏极相连接；接插件P7的2脚与第四二极管D4的负极相连接，同时与12V外接电源相连接；第七MOS管M7的栅极与单片机控制芯片U1的I/O管脚（15脚）相连接；第七MOS管M7的源极接地；所述第七MOS管M7的型号为AO3400；

如图12所示，热敏电阻接口电路包括接插件P9、第九电阻R9、第十四滤波电容C14；接插件P9的1脚与第十四滤波电容C14的一端相连接，同时接地；接插件P9的2脚与第九电阻R9的一端、第十四滤波电容C14的另一端相连接，同时与单片机控制芯片U1的A/D转换管脚（14脚）相连接；第九电阻R9的另一端与5V外接电源相连接；

如图14所示，三相驱动无刷电机电路包括第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4、第五MOS管M5、第六MOS管M6、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3；

第十电阻R10的一端与单片机控制芯片U1的I/O管脚（27脚）相连接；第十电阻R10的另一端同时与第十三电阻R13的一端、第一三极管Q1的基极相连接；第一三极管Q1的发射极与第十三电阻R13的另一端相连接，同时接地；第一三极管Q1的集电极与第十一电阻R11的一端相连接，第十一电阻R11的另一端第十二电阻R12的一端、第一MOS管M1的栅极相连接；第十二电阻R12的另一端与第一MOS管M1的漏极相连接，同时与12V外接电源相连接；第一MOS管M1的源极与第四MOS管M4的漏极相连接，同时与电机排线接口P2的6、7管脚相连接；第四MOS管M4的栅极与第十四电阻R14、第十五电阻R15的一端相连接；第十四电阻R14的另一端与单片机控制芯片U1的I/O管脚（22脚）相连接；第四MOS管M4的源极与第十五电阻R15的另一端相连接，并接地；

第十六电阻R16的一端与单片机控制芯片U1的I/O管脚（28脚）相连接；第十电阻R16的另一端同时与第十三电阻R19的一端、第二三极管Q2的基极相连接；第二三极管Q2的发射极与第十九电阻R19的另一端相连接，同时接地；第二三极管Q2的集电极与第十七电阻R17的一端相连接，第十七电阻R17的另一端第十八电阻R18的一端、第二MOS管M2的栅极相连接；第十八电阻R18的另一端与第二MOS管M2的漏极相连接，同时与12V外接电源相连接；第二MOS管M2的源极与第五MOS管M5的漏极相连接，同时与电机排线接口P2的8、9管脚相连接；第五MOS管M5的栅极与第二十电阻R20、第二十一电阻R21的一端相连接；第二十电阻R20的另一端与单片机控制芯片U1的I/O管脚（23脚）相连接；第五MOS管M5的源极与第二十一电阻R21的另一端相连接，并接地；

第二十二电阻R22的一端与单片机控制芯片U1的I/O管脚（29脚）相连接；第二十二电阻R22的另一端同时与第二十五电阻R25的一端、第三三极管Q3的基极相连接；第三三极管Q3的发射极与第二十五电阻R25的另一端相连接，同时接地；第三三极管Q3的集电极与第二十三电阻R23的一端相连接，第二十三电阻R23的另一端第二十四电阻R24的一端、第三MOS管M3的栅极相连接；第二十四电阻R24的另一端与第三MOS管M3的漏极相连接，同时与12V外接电源相连接；第三MOS管M3的源极与第六MOS管M6的漏极相连接，同时与电机排线接口P2的10、11管脚相连接；第六MOS管M6的栅极与第二十六电阻R26、第二十七电阻R27的一端相连接；第二十六电阻R26的另一端与单片机控制芯片U1的I/O管脚（3脚）相连接；第六MOS管M6的源极与第二十七电阻R27的另一端相连接，并接地；

如图16所示，外电源接口电路包括接插件P5、按键K1、第六滤波电容C6、第七滤波电容C7、保险丝F1、保险丝F2、双向稳压管D5；接插件P5的1脚与第六滤波电容C6的一端、第七滤波电容C7的一端、双向稳压管D5的一端相连接，同时接地；接插件P5的2脚与按键K1的一端相连接，按键K1的另一端与保险丝F1、保险丝F2的另一端相连接，保险丝F1、保险丝F2的另一端同时与第六滤波电容C6的另一端、第七滤波电容C7的另一端、双向稳压管D5的另一端、监测电压电路中第一二极管D1的正极相连接；

监测电压电路第一二极管D1、稳压管D2、第二十八电阻R28、第二十九电阻R29、第四滤波电容C4；第一二极管D1的负极与第二十八电阻R28的一端相连接，第二十八电阻R28的另一端与第二十九电阻R29的一端、第四滤波电容C4的一端、稳压管D2的负极相连接，同时与单片机控制芯片U1的I/O管脚（16脚）相连接；第二十九电阻R29的另一端、第四滤波电容C4的另一端、稳压管D2的正极相连接，并接地；

电机电流检测电路包括电流检测芯片U3、第二极性电容C2、第三滤波电容C3、第五滤波电容C5、第八滤波电容C8、第九滤波电容C9、第十滤波电容C10、第十一滤波电容C11、第三十电阻R30、第三十一电阻R31和电感L1；电流检测芯片U3的电压采样管脚（1脚）同时与第二十八电阻R28的一端、第三十电阻R30的一端相连接，同时与12V外接电源相连接；电流检测芯片U3的电源管脚（2脚）与第三滤波电容C3的一端相连接，同时与5V外接电源相连接；电流检测芯片U3的接地管脚（4脚）与第三滤波电容C3的另一端相连接，同时接地；电流检测芯片U3的电压输出管脚（5脚）与第三十一电阻R31的一端相连接，第三十一电阻R31的另一端与第五滤波电容C5的一端相连接，同时与单片机控制芯片U1的I/O管脚（14脚）相连接；第五滤波电容C5的另一端与第二极性电容C2的负极、第八滤波电容C8的一端、第九滤波电容C9的一端、第十滤波电容C10的一端、第十一滤波电容C11的一端相连接，并接地；电流检测芯片U3的电压采样管脚（8脚）与第三十电阻R30的另一端、电感L1的一端相连接，电感L1的另一端同时与第二极性电容C2的正极、第八滤波电容C8的另一端、第九滤波电容C9的另一端、第十滤波电容C10的另一端、第十一滤波电容C11的另一端相连接，并接12V外接电源相连接。

本发明工作过程如下：

首先，调速接口P1接插件的3、4、5脚分别外接三个开关按键，三个开关按键按照一定的方式组合，形成三个档位，单片机控制芯片U1通过检测其I/O管脚（19、20、21脚）的电压大小来检测按键开关的闭合开启，获得外部按键输入信号，得知按压的档位；单片机获得按压档位后进行处理，通过控制单片机的I/O管脚（27、22、28、23、29、3脚）来控制MOS管（M1、M4、M2、M5、M3、M6）的开关，从而控制输入电机电压的PWM波，从而控制输入电机电压的大小，实现控制电机转速的目的。其中单片机控制芯片U1的11、12、15脚来将检测到电机转子的位置的霍尔信号输入单片机，从而实现电机的旋转和启停。本发明的实现能够使包胶机的速度可控，从而使包胶操作更加方便、高效。

其次，K7805稳压电路实现将+12V电压转换为+5V电压，其中第十二极性电容C12电容为10UF，用来稳压，第十三极性电容C13为0.1UF，用来滤波。而复位电路上电时，单片机复位引脚接地实现复位。继电器电路中，接插件P7外接继电器，单片机通过控制其I/O管脚（17脚）电平的高低来控制MOS管AO3400的开关，从而控制继电器的启停。当单片机I/O管脚（17脚）电平为低电平时，MOS管导通，电磁铁通电工作，当单片机I/O管脚（17脚）电平为高电平时，MOS管关闭，电磁铁断电停止工作。

再者，外电源接口电路中接插件P5接外部电源，电路短路时电流过大，保险丝F1、F2熔断，从而保护电路板，一段时间以后保险丝可以自恢复，使得在出现电路结构更加简单，元器件精简，不必每次短路都要重新换电路板，，从而降低了成本，经济优惠。

最后，检测电压电路中单片机的I/O（16脚）通过检测第二十八电阻R28和第二十九电阻R29的分压值来检测电路是否正常工作；检测电流电路中电流检测芯片可以检测出电机的电流大小，以电压的形式输送到单片机I/O（13脚），从而获得电机的电流大小。使得包胶机在相对恶劣的情况下正常包胶。TFT小板接口外接TFT显示屏，本发明在具备一般包胶功能的基础上，能够检测电路中电流、电压、温度的变化情况，并能在显示屏上显示相关信息，更好更准确的控制包胶的速度与质量。人机界面更加友好，实现了人机交互。

Claims (2)

1. 一种智能电动工具的控制电路，其特征在于包括单片机控制芯片U1、5V外接电源、12V外接电源、第零滤波电容C0、调速接口电路、连接口P11、连接口P10、稳压电路、串口电路、蜂鸣器电路、复位电路、TFT小板接口P4、霍尔接口电路、继电器电路、热敏电阻接口电路、下载接口P6、三相驱动无刷电机电路、电机排线接口P2、外电源接口电路、监测电压电路、电机电流检测电路；

单片机控制芯片U1的电源内核管脚，即5脚与第零滤波电容C0的一端相连接，第零滤波电容C0的另一端接地；单片机控制芯片U1的电源管脚，即6、7、9脚与5V外接电源相接；单片机控制芯片U1的接地管脚，即4、10脚接地；单片机控制芯片U1的I/O管脚，即11、12、15脚分别与电机排线接口P2的2、3、4脚，连接口P11的3、2、1脚相连接；电机排线接口P2的1脚与5V外接电源相连接，电机排线接口P2的5脚接地；连接口P11的4脚与单片机控制芯片U1的I/O管脚，即13脚相连接，连接口P11的5脚与12V外接电源相连接，连接口P11的6脚接地，连接口P11的7脚与5V外接电源相连接；连接口P10的1脚与单片机控制芯片U1的I/O管脚，即16脚相连接；连接口P10的2、3、4、5、6、7脚分别与单片机控制芯片U1的I/O管脚，即29、28、27、3、22、23脚相连接；TFT小板接口P4的1、2脚分别与单片机控制芯片U1的I/O管脚，即25、24脚相连接；TFT小板接口P4的3脚与单片机控制芯片U1的信号发射管脚，即30脚相连接；TFT小板接口P4的4脚与5V外接电源相连接；TFT小板接口P4的5脚接地；

下载接口P6的1脚与单片机控制芯片U1的复位管脚，即1脚相连接；下载接口P6的2脚接地；下载接口P6的3脚与单片机控制芯片U1的下载管脚，即26脚相连接；载接口P6的2脚与5V外接电源相连接；

调速接口电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、接插件P1；接插件P1的1脚与霍尔接口电路中接插件P8的2脚相连接；接插件P1的2脚接地；接插件P1的5、4、3脚分别与第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3的一端相连接，同时分别与单片机控制芯片U1的I/O管脚，即19、20、21脚相连接；第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3的另一端均与5V外接电源相连接；

稳压电路包括电压转换芯片U2、第十二极性电容C12、第十三滤波电容C13；电压转换芯片U2的电源输入管脚，即1脚与12V外接电源相连接；电压转换芯片U2的接地管脚，即2脚接地；电压转换芯片U2的电源输出管脚，即3脚与第十二极性电容C12的正极、第十三滤波电容C13的一端相连接，同时与5V外接电源相连接；第十二极性电容C12的负极、第十三滤波电容C13的另一端均接地；

串口电路包括接插件P3、第四电阻R4和第四三极管Q4；接插件P3的电源管脚，即1脚与5V外接电源相连接；接插件P3的接地管脚，即2脚接地；接插件P3的信号接收管脚，即3脚同时与第四电阻R4的一端、第四三极管Q4的集电极相连接，第四电阻R4的另一端与5V外接电源相连接，第四三极管Q4的发射极与单片机控制芯片U1的信号发射管脚，即30脚相连接，第四三极管Q4的基极与单片机控制芯片U1的I/O管脚，即2脚相连接；接插件P3的信号发射管脚，即4脚与单片机控制芯片U1的信号接收管脚，即31脚相连接；接插件P3的配置管脚，即5脚与单片机控制芯片U1的I/O管脚，即8脚相连接；

蜂鸣器电路包括蜂鸣器B1、第五电阻R5、第六电阻R6、第三二极管D3和第五三极管Q5；第五电阻R5的一端同时与蜂鸣器B1的一端和第三二极管D3的正极相连接，第三二极管D3的负极与蜂鸣器B1的另一端相连接；第五电阻R5的另一端与第五三极管Q5的集电极，第五三极管Q5的基极与第六电阻R6的一端相连接，第六电阻R6的另一端与单片机控制芯片U1的I/O管脚，即18脚相连接；第五三极管Q5的发射极接地；

复位电路包括第七电阻R7、第一滤波电容C1；第七电阻R7的一端与5V外接电源相连接，第七电阻R7的另一端与第一滤波电容C1的一端相连接，同时与单片机控制芯片U1的复位管脚，即1脚相连接；第一滤波电容C1的另一端接地；

霍尔接口电路包括接插件P8和第八电阻R8；接插件P8的1脚与TFT小板接口P4的6脚相连接；接插件P8的3脚接地；接插件P8的4脚同时与第八电阻R8的一端、单片机控制芯片U1的I/O管脚，即32脚相连接；第八电阻R8的另一端与接插件P8的5脚相连接，同时与5V外接电源相连接；

继电器电路包括接插件P7、第四二极管D4、第七MOS管M7；接插件P7的1脚与第四二极管D4的正极、第七MOS管M7的漏极相连接；接插件P7的2脚与第四二极管D4的负极相连接，同时与12V外接电源相连接；第七MOS管M7的栅极与单片机控制芯片U1的I/O管脚，即15脚相连接；第七MOS管M7的源极接地；

热敏电阻接口电路包括接插件P9、第九电阻R9、第十四滤波电容C14；接插件P9的1脚与第十四滤波电容C14的一端相连接，同时接地；接插件P9的2脚与第九电阻R9的一端、第十四滤波电容C14的另一端相连接，同时与单片机控制芯片U1的A/D转换管脚，即14脚相连接；第九电阻R9的另一端与5V外接电源相连接；

三相驱动无刷电机电路包括第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4、第五MOS管M5、第六MOS管M6、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3；

第十电阻R10的一端与单片机控制芯片U1的I/O管脚，即27脚相连接；第十电阻R10的另一端同时与第十三电阻R13的一端、第一三极管Q1的基极相连接；第一三极管Q1的发射极与第十三电阻R13的另一端相连接，同时接地；第一三极管Q1的集电极与第十一电阻R11的一端相连接，第十一电阻R11的另一端第十二电阻R12的一端、第一MOS管M1的栅极相连接；第十二电阻R12的另一端与第一MOS管M1的漏极相连接，同时与12V外接电源相连接；第一MOS管M1的源极与第四MOS管M4的漏极相连接，同时与电机排线接口P2的6、7管脚相连接；第四MOS管M4的栅极与第十四电阻R14、第十五电阻R15的一端相连接；第十四电阻R14的另一端与单片机控制芯片U1的I/O管脚，即22脚相连接；第四MOS管M4的源极与第十五电阻R15的另一端相连接，并接地；

第十六电阻R16的一端与单片机控制芯片U1的I/O管脚，即28脚相连接；第十电阻R16的另一端同时与第十三电阻R19的一端、第二三极管Q2的基极相连接；第二三极管Q2的发射极与第十九电阻R19的另一端相连接，同时接地；第二三极管Q2的集电极与第十七电阻R17的一端相连接，第十七电阻R17的另一端第十八电阻R18的一端、第二MOS管M2的栅极相连接；第十八电阻R18的另一端与第二MOS管M2的漏极相连接，同时与12V外接电源相连接；第二MOS管M2的源极与第五MOS管M5的漏极相连接，同时与电机排线接口P2的8、9管脚相连接；第五MOS管M5的栅极与第二十电阻R20、第二十一电阻R21的一端相连接；第二十电阻R20的另一端与单片机控制芯片U1的I/O管脚，即23脚相连接；第五MOS管M5的源极与第二十一电阻R21的另一端相连接，并接地；

第二十二电阻R22的一端与单片机控制芯片U1的I/O管脚，即29脚相连接；第二十二电阻R22的另一端同时与第二十五电阻R25的一端、第三三极管Q3的基极相连接；第三三极管Q3的发射极与第二十五电阻R25的另一端相连接，同时接地；第三三极管Q3的集电极与第二十三电阻R23的一端相连接，第二十三电阻R23的另一端第二十四电阻R24的一端、第三MOS管M3的栅极相连接；第二十四电阻R24的另一端与第三MOS管M3的漏极相连接，同时与12V外接电源相连接；第三MOS管M3的源极与第六MOS管M6的漏极相连接，同时与电机排线接口P2的10、11管脚相连接；第六MOS管M6的栅极与第二十六电阻R26、第二十七电阻R27的一端相连接；第二十六电阻R26的另一端与单片机控制芯片U1的I/O管脚，即3脚相连接；第六MOS管M6的源极与第二十七电阻R27的另一端相连接，并接地；

外电源接口电路包括接插件P5、按键K1、第六滤波电容C6、第七滤波电容C7、保险丝F1、保险丝F2、双向稳压管D5；接插件P5的1脚与第六滤波电容C6的一端、第七滤波电容C7的一端、双向稳压管D5的一端相连接，同时接地；接插件P5的2脚与按键K1的一端相连接，按键K1的另一端与保险丝F1、保险丝F2的另一端相连接，保险丝F1、保险丝F2的另一端同时与第六滤波电容C6的另一端、第七滤波电容C7的另一端、双向稳压管D5的另一端、监测电压电路中第一二极管D1的正极相连接；

监测电压电路第一二极管D1、稳压管D2、第二十八电阻R28、第二十九电阻R29、第四滤波电容C4；第一二极管D1的负极与第二十八电阻R28的一端相连接，第二十八电阻R28的另一端与第二十九电阻R29的一端、第四滤波电容C4的一端、稳压管D2的负极相连接，同时与单片机控制芯片U1的I/O管脚，即16脚相连接；第二十九电阻R29的另一端、第四滤波电容C4的另一端、稳压管D2的正极相连接，并接地；

电机电流检测电路包括电流检测芯片U3、第二极性电容C2、第三滤波电容C3、第五滤波电容C5、第八滤波电容C8、第九滤波电容C9、第十滤波电容C10、第十一滤波电容C11、第三十电阻R30、第三十一电阻R31和电感L1；电流检测芯片U3的电压采样管脚，即1脚同时与第二十八电阻R28的一端、第三十电阻R30的一端相连接，同时与12V外接电源相连接；电流检测芯片U3的电源管脚，即2脚与第三滤波电容C3的一端相连接，同时与5V外接电源相连接；电流检测芯片U3的接地管脚，即4脚与第三滤波电容C3的另一端相连接，同时接地；电流检测芯片U3的电压输出管脚，即5脚与第三十一电阻R31的一端相连接，第三十一电阻R31的另一端与第五滤波电容C5的一端相连接，同时与单片机控制芯片U1的I/O管脚，即14脚相连接；第五滤波电容C5的另一端与第二极性电容C2的负极、第八滤波电容C8的一端、第九滤波电容C9的一端、第十滤波电容C10的一端、第十一滤波电容C11的一端相连接，并接地；电流检测芯片U3的电压采样管脚，即8脚与第三十电阻R30的另一端、电感L1的一端相连接，电感L1的另一端同时与第二极性电容C2的正极、第八滤波电容C8的另一端、第九滤波电容C9的另一端、第十滤波电容C10的另一端、第十一滤波电容C11的另一端相连接，并接12V外接电源相连接。

2.如权利要求1所述的一种智能电动工具的控制电路，其特征在于所述的单片机控制芯片U1的型号为STM8S105K6T6C；所述的电压转换芯片U2的型号为K7805；所述第七MOS管M7的型号为AO3400。