基于單片機C8051F020 的數字多電機控制平臺的設計

2. 4 直流電機橋式驅動電路設計

直流電機是可以直接采用電源直接驅動的，設計直流電機驅動電路的主要目的就是對電機的轉速和轉向進行控制。在本系統中采用了橋式電路，如圖4 所示。

這種橋式電路非常適合用來做數字控制，只需單片機按照一定的邏輯和時序控制開關管的開通關斷，就能實現直流電機的正反轉，也能調節電機繞組通電的占空比，從而達到改變電機轉速的目的。

2. 5 場效應管選擇

本系統中選用的功率元件為IR 公司生產的IRF840 功率MOSFET,其工作電壓可達500 V,工作電流最高8 A,IRF840 MOSFET 功率管的驅動功率小，工作速度高，開關時間短，熱穩定性好，抗干擾能力強，完全滿足系統的設計要求。

2. 6 電源設計

電源設計過程中為防止各種電源之間互相干擾，尤其是模擬大電源對數字電路部分產生噪聲影響，充分考慮了電源濾波的需求。在電路設計時，對供電電源做濾波處理，對控制信號做光電隔離處理。

對輸入電源使用單獨接插件和單獨電源濾波器。對信號的輸入和大功率的輸出，也要分別使用接插件進行物理隔離。電機運轉時最大瞬時電流可高達2A.為減少大功率輸出對數字電路產生影響，在設計時，采取有效的抗干擾措施，如將大功率輸出信號與數字信號采取有效光電隔離。

3 軟件設計

系統的軟件設計采用模塊化程序設計。主程序主要完成的內容： 系統參數初始化、通訊指令解析、開啟中斷、進入子程序模塊輸出控制信號等。每個電機的不同動作均采用不同的子程序模塊，維護方便。系統主程序流程圖如圖5 所示。

上電后，單片機程序初始化芯片的端口設置及變量初始賦值。當串口中斷發生，接收上位機發來的命令消息和發送反饋消息給上位機。然后解析本次命令，按具體內容進入不同的運程序，來控制不同的電機動作。

4 結語

本文所述的控制方案，在一個系統中集成了四個電機的驅動控制電路，所有功率放大單元均采用場效應管自行搭建，在小功率步進電動機及直流電機驅動控制中有較強的通用性，最大驅動電流可達6A.可以不作任何的硬件改動，僅通過重寫軟件，就可以直接應用在其它系統中驅動直流或步進電動機