CN104601060A - 一种基于单片机的直流电机控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于单片机的直流电机控制电路，包括单片机控制电路、复位电路、耦合放大电路和手动控制电路，单片机控制电路包括单片机IC1、电阻R9和电阻R10，复位电路包括按键开关S6和电容C1，耦合放大电路包括三极管VT1、芯片IC4和电阻R13，手动控制电路包括开关S1和电阻R1。本发明电路使用新一代STC90系列单片机作为主控单元，不仅成本低，而且处理速度快，电路增加了续流二极管和滤波电容，改善了注入直流电机绕组的电流脉冲前沿，提高了直流电机的高频性能，使得本发明电路具有结构简单、制作成本低、响应时间短和控制稳定的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种直流电机驱动电路，具体是一种基于单片机的直流电机控制电路。
背景技术
直流电机由于运转速度均匀，机械强度好的优点被广泛应用于各种机械设备的动力部件，但是直流电机也普遍存在控制困难的缺点，目前市场上的直流电机控制多采用单片机技术，因此，基于单片机的直流电机控制电路的好坏直接决定了直流电机的发展形势。现有基于单片机的直流电机控制电路大多结构复杂，导致制作成本较高，因此阻碍了直流电机的使用推广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、制作成本低的基于单片机的直流电机控制电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于单片机的直流电机控制电路，包括单片机控制电路、复位电路、耦合放大电路和手动控制电路，所述单片机控制电路包括单片机IC1、电阻R9和电阻R10，所述复位电路包括按键开关S6和电容C1，所述耦合放大电路包括三极管VT1、芯片IC4和电阻R13，所述手动控制电路包括开关S1和电阻R1；
所述单片机IC1接口VCC分别连接电容C1、按键开关S6和电源U1，单片机IC1接口RESET分别连接电容C1另一端、按键开关S6另一端和电阻R6，电阻R6另一端分别连接电容C2和电容C3并接地，电容C2另一端分别连接晶振X和单片机IC1接口XTAL2，电容C3另一端分别连接晶振X另一端和单片机IC1接口XTAL1，所述单片机IC1接口P3.2分别连接电阻R1和按键开关S5，单片机IC1接口P3.3分别连接电阻R2和按键开关S4，单片机IC1接口P3.4分别连接电阻R3和按键开关S3，单片机IC1接口P1.3分别连接电阻R4和按键开关S2，单片机IC1接口P1.2分别连接电阻R5和按键开关S1，电阻R1另一端分别连接电阻R2另一端、电阻R3另一端、电阻R4另一端、电阻R5另一端和电源U1，所述按键开关S1另一端分别连接按键开关S2另一端、按键开关S3另一端、按键开关S4另一端和按键开关S5另一端并接地，所述单片机IC1接口P1.7连接反相器IC2输入端，反相器IC2输出端分别连接电阻R7和三极管VT1基极，电阻R7另一端分别连接电源U1和电阻R8，电阻R8另一端连接三极管VT1集电极，三极管VT1发射极连接芯片IC4端口1，芯片IC4端口2接地，芯片IC4端口3连接电阻R13，电阻R13另一端分别连接电感L1、二极管D1负极和电源U2，所述芯片IC4端口4连接三极管VT2基极，三极管VT2发射极接地，三极管VT2集电极分别连接电阻R15、电容C4和电位器RP1的一个固定端，电位器RP1的另一个固定端端连接二极管D1正极和电位器RP1的滑动端，所述电感L1另一端连接电阻R14，电阻R14另一端分别连接电阻R15另一端和电容C4另一端，所述单片机端口P1.1分别连接电阻R9和按键开关S7，电阻R9另一端分别连接电源U1和电阻R10，电阻R10另一端分别连接单片机IC1端口P1.0和按键开关S8，按键开关S8另一端连接按键开关S7并接地，所述单片机IC1端口P1.4～P1.6的连接方式和所述单片机IC1端口P1.7连接方式相同。
作为本发明的优选方案：所述芯片IC1为STC90C51单片机，所述芯片IC2和芯片IC3均为74LS14型反相器，所述芯片IC4和芯片IC5型号均为TPL521。
作为本发明的优选方案：所述按键开关S7和按键开关S8的通断状态决定三种工作方式。
作为本发明的优选方案：所述电源U1为5V直流电，所述电源U2为25V直流电。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：电路使用新一代STC系列单片机作为主控单元，不仅成本低，而且处理速度快，电路增加了续流二极管和滤波电容，改善了注入直流电机绕组的电流脉冲前沿，提高了直流电机的高频性能，使得本发明电路具有结构简单、制作成本低、响应时间短和控制稳定的优点。
附图说明
图1为基于单片机的直流电机控制电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中，一种基于单片机的直流电机控制电路，包括单片机控制电路、复位电路、耦合放大电路和手动控制电路，所述单片机控制电路包括单片机IC1、电阻R9和电阻R10，所述复位电路包括按键开关S6和电容C1，所述耦合放大电路包括三极管VT1、芯片IC4和电阻R13，所述手动控制电路包括开关S1和电阻R1；
所述单片机IC1接口VCC分别连接电容C1、按键开关S6和电源U1，单片机IC1接口RESET分别连接电容C1另一端、按键开关S6另一端和电阻R6，电阻R6另一端分别连接电容C2和电容C3并接地，电容C2另一端分别连接晶振X和单片机IC1接口XTAL2，电容C3另一端分别连接晶振X另一端和单片机IC1接口XTAL1，所述单片机IC1接口P3.2分别连接电阻R1和按键开关S5，单片机IC1接口P3.3分别连接电阻R2和按键开关S4，单片机IC1接口P3.4分别连接电阻R3和按键开关S3，单片机IC1接口P1.3分别连接电阻R4和按键开关S2，单片机IC1接口P1.2分别连接电阻R5和按键开关S1，电阻R1另一端分别连接电阻R2另一端、电阻R3另一端、电阻R4另一端、电阻R5另一端和电源U1，所述按键开关S1另一端分别连接按键开关S2另一端、按键开关S3另一端、按键开关S4另一端和按键开关S5另一端并接地，所述单片机IC1接口P1.7连接反相器IC2输入端，反相器IC2输出端分别连接电阻R7和三极管VT1基极，电阻R7另一端分别连接电源U1和电阻R8，电阻R8另一端连接三极管VT1集电极，三极管VT1发射极连接芯片IC4端口1，芯片IC4端口2接地，芯片IC4端口3连接电阻R13，电阻R13另一端分别连接电感L1、二极管D1负极和电源U2，所述芯片IC4端口4连接三极管VT2基极，三极管VT2发射极接地，三极管VT2集电极分别连接电阻R15、电容C4和电位器RP1的一个固定端，电位器RP1的另一个固定端端连接二极管D1正极和电位器RP1的滑动端，所述电感L1另一端连接电阻R14，电阻R14另一端分别连接电阻R15另一端和电容C4另一端，所述单片机端口P1.1分别连接电阻R9和按键开关S7，电阻R9另一端分别连接电源U1和电阻R10，电阻R10另一端分别连接单片机IC1端口P1.0和按键开关S8，按键开关S8另一端连接按键开关S7并接地，所述单片机IC1端口P1.4～P1.6的连接方式和所述单片机IC1端口P1.7连接方式相同。
所述芯片IC1为STC90C51单片机，所述芯片IC2和芯片IC3均为74LS14型反相器，所述芯片IC4和芯片IC5型号均为TPL521。
所述按键开关S7和按键开关S8的通断状态决定三种工作方式。
所述电源U1为5V直流电，所述电源U2为25V直流电。
本发明的工作原理是：将电路接入5V直流电源U1和25V直流电源U2，本电路中的单片机端口P1.4～P1.7的连接方式相同，因此在这里只以单片机IC1端口P1.7为例说明电路的工作原理，单片机IC1将控制脉冲从P1端口的P1.7输出，经反相器IC2后进入三极管VT1，信号经三极管VT1放大后输入光耦合器IC4的1引脚，经光电隔离后，输出到三极管VT2的基极，由三极管VT2将脉冲信号进行电压和电流放大，驱动直流电机的各相绕组，使直流电机随着不同的脉冲信号分别作正转、反转、加速、减速和停止等动作。电感L1为直流电机的一相绕组。晶振X选用频率22MHz的晶振，选用较高晶振的目的是为了尽量减小单片机IC1对上位机脉冲信号周期的影响，增加单片机控制电路的稳定性，的电阻R14为绕组内阻，电阻R15起限流作用，也是一个改善回路时间常数的元件，二极管D1为续流二极管，使电机绕组产生的反电动势通过续流二极管D1而衰减掉，从而保护了三极管VT2不受损坏，电阻R15上并联电容C4，改善了注入直流电机绕组的电流脉冲前沿，提高了直流电机的高频性能。
基于单片机的直流电机控制电路根据按键开关S7和按键开关S8的不同组合有三种工作方式供选择：方式1为中断方式：单片机IC1端口P3.5为步进脉冲输入端，单片机IC1端口P3.7为正反转脉冲输入端，上位机(PC机或单片机)与驱动电路仅以2条线相连；方式2为串行通讯方式：上位机(PC机或单片机)将控制命令发送给驱动电路，基于单片机的直流电机控制电路根据控制命令自行完成有关控制过程；方式3为按键开关控制方式：通过按键开关S1～S5的不同组合，直接控制直流电机，当上电或按下复位键S6后，单片机IC1先检测按键开关S6和按键开关S7的状态，根据按键开关S6和按键开关S7的不同组合，进入不同的工作方式。
Claims (4)
1.一种基于单片机的直流电机控制电路，包括单片机控制电路、复位电路、耦合放大电路和手动控制电路，其特征在于，所述单片机控制电路包括单片机IC1、电阻R9和电阻R10，所述复位电路包括按键开关S6和电容C1，所述耦合放大电路包括三极管VT1、芯片IC4和电阻R13，所述手动控制电路包括开关S1和电阻R1；
所述单片机IC1接口VCC分别连接电容C1、按键开关S6和电源U1，单片机IC1接口RESET分别连接电容C1另一端、按键开关S6另一端和电阻R6，电阻R6另一端分别连接电容C2和电容C3并接地，电容C2另一端分别连接晶振X和单片机IC1接口XTAL2，电容C3另一端分别连接晶振X另一端和单片机IC1接口XTAL1，所述单片机IC1接口P3.2分别连接电阻R1和按键开关S5，单片机IC1接口P3.3分别连接电阻R2和按键开关S4，单片机IC1接口P3.4分别连接电阻R3和按键开关S3，单片机IC1接口P1.3分别连接电阻R4和按键开关S2，单片机IC1接口P1.2分别连接电阻R5和按键开关S1，电阻R1另一端分别连接电阻R2另一端、电阻R3另一端、电阻R4另一端、电阻R5另一端和电源U1，所述按键开关S1另一端分别连接按键开关S2另一端、按键开关S3另一端、按键开关S4另一端和按键开关S5另一端并接地，所述单片机IC1接口P1.7连接反相器IC2输入端，反相器IC2输出端分别连接电阻R7和三极管VT1基极，电阻R7另一端分别连接电源U1和电阻R8，电阻R8另一端连接三极管VT1集电极，三极管VT1发射极连接芯片IC4端口1，芯片IC4端口2接地，芯片IC4端口3连接电阻R13，电阻R13另一端分别连接电感L1、二极管D1负极和电源U2，所述芯片IC4端口4连接三极管VT2基极，三极管VT2发射极接地，三极管VT2集电极分别连接电阻R15、电容C4和电位器RP1的一个固定端，电位器RP1的另一个固定端端连接二极管D1正极和电位器RP1的滑动端，所述电感L1另一端连接电阻R14，电阻R14另一端分别连接电阻R15另一端和电容C4另一端，所述单片机端口P1.1分别连接电阻R9和按键开关S7，电阻R9另一端分别连接电源U1和电阻R10，电阻R10另一端分别连接单片机IC1端口P1.0和按键开关S8，按键开关S8另一端连接按键开关S7并接地，所述单片机IC1端口P1.4～P1.6的连接方式和所述单片机IC1端口P1.7连接方式相同。
2.根据权利要求1所述的基于单片机的直流电机控制电路，其特征在于，所述芯片IC1为STC90C51单片机，所述芯片IC2和芯片IC3均为74LS14型反相器，所述芯片IC4和芯片IC5型号均为TPL521。
3.根据权利要求1所述的基于单片机的直流电机控制电路，其特征在于，所述按键开关S7和按键开关S8的通断状态决定三种工作方式。
4.根据权利要求1所述的基于单片机的直流电机控制电路，其特征在于，所述电源U1为5V直流电，所述电源U2为25V直流电。
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2014
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