一、 項目名稱：《直流電機驅動器設計》

二、 原理圖設計第一部分

大家好，今天我們開始對直流電機驅動器項目進行原理圖的設計，我們按照 上次給大家分享的項目需求分析來著手根據功能劃分來設計各自對應的電路 模塊

我們先來回顧一下這個控制器要實現的功能：

1.電壓采集。 

2.電壓保護。

 3.LED 燈狀態顯示。

 4.實現電機正反轉調速控制。

大家看到上面要實現的 4 個功能，這些功能的實現都需要提供電源。所以我 們需要設計一個電源模塊，這個模塊可以給單片機進行供電、給電機進行供電。 那么通過上次的分享，我們已經確定了 Vbus 電壓為 5V，所以整個電源模塊的輸 入電壓我們就可以定為 5V，這樣只需要通過一個線性電源就可以得到單片機的 供電電壓。

5V 的輸入，我們可以使用一個 3.96mm 間距的 2pin 的接線端子輸入，那么 為了給后級提供能量，一般我們在電源輸入處會加一個大的電容，這個大電容 的選型主要考慮容值和耐壓，關于容值一般我們可以通過經驗法來選擇，可以 通過示波器觀察紋波來進行電容容值的調整，調整的依據為：若紋波大，則加 大電容的容值，若紋波小則可以減小電容的容值。具體調整到項目要求的紋波 范圍內即可。當然電容容值大肯定紋波小，能滿足要求，但是可能價格就會偏 貴，所以需要合理的選擇電容的容值，當然有時候也需要考慮庫存、通用品， 如果自己公司庫存有合適的電容也可以直接拿來用，或者有些電容容值可能偏 大，但是屬于通用品，這樣價格也會便宜些，所以電容的選取不是一成不變的， 大家心里要清楚

關于耐壓的選取，一般可以考慮電源結點處電壓的 1.5 倍-2 倍之間，同樣 耐壓的選取也需要結合上面提到的庫存和通用品考慮，在這兩個條件不滿足的 前提下，再使用我們講的選取方法進行選擇

然后大電容旁邊一般都會并聯一個容值為 104 的瓷片電容，用于濾除高頻干 擾，這樣就可以得到對應的電路圖了。

接下來，需要選擇一個線性電源，把 5V 降到 3.3V 給單片機進行供電，這個 線性電源芯片可以選用常用的 AMS1117-3.3V，同樣輸出的 3.3V 后面帶有負載， 所以 3.3V 也需要增加一個大的儲能電容和小的瓷片電容

然后我們可以加一個電源指示燈，用于電源供電指示。最終的電源模塊的電 路圖如下圖所示：

這樣電源模塊對應的電路就設計好了。然后需要用單片機來實現相關功能的 控制，所以就需要設計單片機最小系統模塊了。根據上次我們選用單片機型號 STM32030F4P6，則可以設計出如下圖所示的最小系統：

大家看上面的圖，對于單片機的供電，我們一般都會采用一個大電容和一個 小電容，同樣大電容作為儲能電容，小電容作為濾波電容，大電容的選型一般 容值在 10uF 即可，當然有的單片機會在手冊中給出具體的電容容值參數，我們 也可以參考手冊進行選取

然后，單片機的復位引腳的話，我們外面只接了一個 104 電容，那么，我們 說上電外部復位的話，需要復位引腳為低，這樣的接法能否保證單片機上電復 位引腳為低呢？那么，為了了解這個問題，我們就要查看單片機的數據手冊了

大家可以看到上圖中有一個 Rpu 上拉電阻，這樣當單片機上電時會從 VDD 出 發經過電路 Rpu 對外面的 0.1uF 電容進行充電，那么 0.1uF 電容充電時，等效于短路，所以此時復位引腳就變為低電平了，此時單片機就實現了外部復位， 隨著電容充電的進行，電容充滿之后，復位引腳就是高電平，此時就完成了整 個外部復位過程

所以，綜上分析，我們原理圖中的 104 電容是可以實現外部復位功能的

然后，我們再來看圖中的 BOOT0 引腳，這個引腳可以配置單片機初始上電時 啟動的方式，一般我們都是默認從 Flash 啟動，所以這個引腳我們下拉到低電 平即可

關于 BOOT 的配置方式及啟動方式，可以參照上圖

以上就是單片機最小系統模塊的設計講解，接下來我們要實現 LED 燈的 控制，所以需要使用一個單片機的 IO 口來控制 LED 燈，對應的電路如下圖所示：

接下來，要實現電機調速的話，我們在講項目需求分析的時候講過可以通過 電位器的方式調整，電位器的話屬于模擬量，所以我們需要將電位器接到單片 機的 AD 引腳，具體電路如下圖所示：

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