2 電機控制單元設(shè)計

　　2.1 單元硬件構(gòu)成

　　圖2所示為TB6612FNG與AVR單片機組成的電機控制單元。單片機定時器產(chǎn)生4路PWM輸出作為AIN1/AIN2和BIN1/BIN2控制信號，如圖2中OCxA、0CxB對電機M1和M2的控制。采用定時器輸出硬件PWM脈沖，使得單片機CPU只在改變PWM占空比時參與運算，大大減輕了系統(tǒng)運算負(fù)擔(dān)和PWM軟件編程開銷。輸入引腳PWMA、PWMB和STBY由I/0電平控制電機運行或制動狀態(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VM和VCC提供電源反接保護(hù)。

　　2.2 電機控制的軟件實現(xiàn)

　　脈寬調(diào)制方式產(chǎn)生占空比變化的PWM信號，通過對驅(qū)動器輸出狀態(tài)的快速切換，實現(xiàn)電機的速度控制。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STBY引腳置為高電平;IN1和IN2不變，調(diào)整PWM引腳的輸入信號可進(jìn)行電機單向速度控制;置PWM引腳為高電平，并調(diào)整IN1和IN2的輸入信號可進(jìn)行電機雙向速度控制。表中A、B兩通道的控制邏輯相同。

　　單片機定時器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，最后將控制信號引腳I/0置為輸出。程序運行時，每當(dāng)定時器計數(shù)產(chǎn)生溢出，CPU響應(yīng)中斷，定時器回零后重新開始計數(shù)。

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