電源設(shè)計與驅(qū)動電路設(shè)計

1、3.1.1 智能車電源設(shè)計要點電源是整個系統(tǒng)穩(wěn)定工作的前提，因此必須有一個合理的電源設(shè)計，對于小車來說電源設(shè)計應(yīng)注意兩點： 1. 與一般的穩(wěn)壓電源不同，小車的電池電壓一般在6-8V 左右，還要考慮在電池損耗的情況下電壓的降低，因此常用的78 系列穩(wěn)壓芯片不再能夠滿足要求，因此必須采用低壓差的穩(wěn)壓芯片，在本文中以較為常見的LM2940-5.0 為例。2. 單片機必須與大電流器件分開供電，避免大電流器件對單片機造成干擾，影響單片機的穩(wěn)定運行?，F(xiàn)在各種新型的電源芯片層出不窮，各位讀者可以根據(jù)自己的需求自行選擇電源芯片，對于本設(shè)計應(yīng)該主要注意穩(wěn)壓壓差和最大輸出電流兩個指標能否滿足設(shè)計要求。3. 3.1

2、.2 低壓差穩(wěn)壓芯片LM2940 簡介LM2940 系列是輸出電壓固定的低壓差三端端穩(wěn)壓器；輸出電壓有5V、8V、10V 多種；最大輸出電流1A；輸出電流1A 時，最小輸入輸出電壓差小于0.8V；最大輸入電壓26V；工作溫度-40+125；內(nèi)含靜態(tài)電流降低電路、電流限制、過熱保護、電池反接和反插入保護電路。同時LM2940 價格適中而且較容易購買，非常適合在本設(shè)計中使用。LM2940-5.0 封裝和實物圖如圖3.1 所示。圖3.1 LM2940 封裝和實物圖 從封裝可以看出LM2940-5.0 與78 系列完全相同，實際應(yīng)用中電路也大同小異。圖3.2 為參考電路圖。圖 3.2 LM2940 參

3、考電路圖如圖3.2 所示，采用兩路供電，這樣可以使用其中一路單獨為單片機，指示燈等供電。另外一路提供L298N、光電管、舵機的工作電壓，L298N 的驅(qū)動電壓由電池不經(jīng)任何處理直接給出。舵機可以用6V 供電，也可以直接用5V 供電。3pi小車電源電路設(shè)計The power management subsystem built into the 3pi is shown in this block diagram:The voltage of 4 x AAA cells can vary between 3.5 5.5 V (and even to 6 V if alkalines are us

4、ed). This means its not possible simply to regulate the voltage up or down to get 5 V. Instead, in the 3pi, a switching regulator first boosts the battery voltage up to 9.25 V (Vboost), and a linear regulator regulates Vboost back down to 5 V (VCC). Vboost powers the motors and the IR LEDs in the li

5、ne sensors, while VCC is used for the microcontroller and all digital signals.Using Vboost for the motors and sensors gives the 3pi three unique performance advantages over typical robots, which use battery power directly:First, a higher voltage means more power for the motors, without requiring mor

6、e current and a larger motor driver.Second, since the voltage is regulated, the motors will run the same speed as the batteries drop from 5.5 down to 3.5 V. You can take advantage of this when programming your 3pi, for example by calibrating a 90° turn based on the amount of time that it takes.

7、Third, at 9.25 V, all five of the IR LEDs can be powered in series so that they consume the lowest possible mount of power. (Note that you can switch the LEDs on and off to save even more power.)1、 直流電機驅(qū)動電路的設(shè)計目標 在直流電機驅(qū)動電路的設(shè)計中，主要考慮一下幾點：1 功能：電機是單向還是雙向轉(zhuǎn)動？需不需要調(diào)速？對于單向的電機驅(qū)動，只要用一個大功率三極管或場效應(yīng)管或繼電器直接帶動電機即可，當電

8、機需要雙向轉(zhuǎn)動時，可以使用由4個功率元件組成的H橋電路或者使用一個雙刀雙擲的繼電器。如果不需要調(diào)速，只要使用繼電器即可；但如果需要調(diào)速，可以使用三極管，場效應(yīng)管等開關(guān)元件實現(xiàn)PWM（脈沖寬度調(diào)制）調(diào)速。2 性能：對于PWM調(diào)速的電機驅(qū)動電路，主要有以下性能指標。1）輸出電流和電壓范圍，它決定著電路能驅(qū)動多大功率的電機。2）效率，高的效率不僅意味著節(jié)省電源，也會減少驅(qū)動電路的發(fā)熱。要提高電路的效率，可以從保證功率器件的開關(guān)工作狀態(tài)和防止共態(tài)導通（H橋或推挽電路可能出現(xiàn)的一個問題，即兩個功率器件同時導通使電源短路）入手。3）對控制輸入端的影響。功率電路對其輸入端應(yīng)有良好的信號隔離，防止有高電壓大電

9、流進入主控電路，這可以用高的輸入阻抗或者光電耦合器實現(xiàn)隔離。4）對電源的影響。共態(tài)導通可以引起電源電壓的瞬間下降造成高頻電源污染；大的電流可能導致地線電位浮動。5）可靠性。電機驅(qū)動電路應(yīng)該盡可能做到，無論加上何種控制信號，何種無源負載，電路都是安全的。二、 三極管-電阻作柵極驅(qū)動 1輸入與電平轉(zhuǎn)換部分： 輸入信號線由DATA引入，1腳是地線，其余是信號線。注意1腳對地連接了一個2K歐的電阻。當驅(qū)動板與單片機分別供電時，這個電阻可以提供信號電流回流的通路。當驅(qū)動板與單片機共用一組電源時，這個電阻可以防止大電流沿著連線流入單片機主板的地線造成干擾?；蛘哒f，相當于把驅(qū)動板的地線與單片機的地線隔開，實

10、現(xiàn)“一點接地”。 高速運放KF347（也可以用TL084）的作用是比較器，把輸入邏輯信號同來自指示燈和一個二極管的2.7V基準電壓比較，轉(zhuǎn)換成接近功率電源電壓幅度的方波信號。KF347的輸入電壓范圍不能接近負電源電壓，否則會出錯。因此在運放輸入端增加了防止電壓范圍溢出的二極管。輸入端的兩個電阻一個用來限流，一個用來在輸入懸空時把輸入端拉到低電平。不能用LM339或其他任何開路輸出的比較器代替運放，因為開路輸出的高電平狀態(tài)輸出阻抗在1千歐以上，壓降較大，后面一級的三極管將無法截止。2柵極驅(qū)動部分： 后面三極管和電阻，穩(wěn)壓管組成的電路進一步放大信號，驅(qū)動場效應(yīng)管的柵極并利用場效應(yīng)管本身的柵極電容（

11、大約1000pF）進行延時，防止H橋上下兩臂的場效應(yīng)管同時導通（“共態(tài)導通”）造成電源短路。 當運放輸出端為低電平（約為1V至2V,不能完全達到零）時，下面的三極管截止，場效應(yīng)管導通。上面的三極管導通，場效應(yīng)管截止,輸出為高電平。當運放輸出端為高電平（約為VCC-(1V至2V),不能完全達到VCC）時，下面的三極管導通，場效應(yīng)管截止。上面的三極管截止，場效應(yīng)管導通,輸出為低電平。 上面的分析是靜態(tài)的，下面討論開關(guān)轉(zhuǎn)換的動態(tài)過程：三極管導通電阻遠小于2千歐，因此三極管由截止轉(zhuǎn)換到導通時場效應(yīng)管柵極電容上的電荷可以迅速釋放，場效應(yīng)管迅速截止。但是三極管由導通轉(zhuǎn)換到截止時場效應(yīng)管柵極通過2千歐電阻充

12、電卻需要一定的時間。相應(yīng)的，場效應(yīng)管由導通轉(zhuǎn)換到截止的速度要比由截止轉(zhuǎn)換到導通的速度快。假如兩個三極管的開關(guān)動作是同時發(fā)生的，這個電路可以讓上下兩臂的場效應(yīng)管先斷后通，消除共態(tài)導通現(xiàn)象。 實際上，運放輸出電壓變化需要一定的時間，這段時間內(nèi)運放輸出電壓處于正負電源電壓之間的中間值。這時兩個三極管同時導通，場效應(yīng)管就同時截止了。所以實際的電路比這種理想情況還要安全一些。 場效應(yīng)管柵極的12V穩(wěn)壓二極管用于防止場效應(yīng)管柵極過壓擊穿。一般的場效應(yīng)管柵極的耐壓是18V或20V，直接加上24V電壓將會擊穿，因此這個穩(wěn)壓二極管不能用普通的二極管代替，但是可以用2千歐的電阻代替，同樣能得到12V的分壓。3場效

13、應(yīng)管輸出部分： 大功率場效應(yīng)管內(nèi)部在源極和漏極之間反向并聯(lián)有二極管，接成H橋使用時，相當于輸出端已經(jīng)并聯(lián)了消除電壓尖峰用的四個二極管，因此這里就沒有外接二極管。輸出端并聯(lián)一個小電容(out1和out2之間)對降低電機產(chǎn)生的尖峰電壓有一定的好處，但是在使用PWM時有產(chǎn)生尖峰電流的副作用，因此容量不宜過大。在使用小功率電機時這個電容可以略去。如果加這個電容的話，一定要用高耐壓的，普通的瓷片電容可能會出現(xiàn)擊穿短路的故障。 輸出端并聯(lián)的由電阻和發(fā)光二極管,電容組成的電路指示電機的轉(zhuǎn)動方向.4性能指標： 電源電壓1530 V,最大持續(xù)輸出電流5A/每個電機，短時間（10秒）可以達到10A,PWM頻率最高

14、可以用到30KHz(一般用1到10KHz)。電路板包含4個邏輯上獨立的，輸出端兩兩接成H橋的功率放大單元，可以直接用單片機控制。實現(xiàn)電機的雙向轉(zhuǎn)動和調(diào)速。5布線： 大電流線路要盡量的短粗，并且盡量避免經(jīng)過過孔，一定要經(jīng)過過孔的話要把過孔做大一些（>1mm）并且在焊盤上做一圈小的過孔，在焊接時用焊錫填滿，否則可能會燒斷。另外，如果使用了穩(wěn)壓管，場效應(yīng)管源極對電源和地的導線要盡可能的短粗，否則在大電流時，這段導線上的壓降可能會經(jīng)過正偏的穩(wěn)壓管和導通的三極管將其燒毀。在一開始的設(shè)計中，NMOS管的源極于地之間曾經(jīng)接入一個0.15歐的電阻用來檢測電流，這個電阻就成了不斷燒毀板子的罪魁禍首。當然如

15、果把穩(wěn)壓管換成電阻就不存在這個問題了。 在2004年的Robocon比賽中，我們主要采用了這個電路用以電機驅(qū)動。三、 低壓驅(qū)動電路的簡易柵極驅(qū)動 一般功率場效應(yīng)管的最高柵源電壓為20V左右，所以在24V應(yīng)用中要保證柵源電壓不能超過20V，增加了電路的復(fù)雜程度。但在12V或更低電壓的應(yīng)用中，電路就可以大大簡化。 左圖就是一個12V驅(qū)動橋的一邊，上面電路的三極管部分被兩個二極管和兩個電阻代替。（注意，跟上圖邏輯是反的）由于場效應(yīng)管柵極電容的存在，通過R3，R4向柵極電容充電使場效應(yīng)管延緩導通；而通過二極管直接將柵極電容放電使場效應(yīng)管立即截止，從而避免了共態(tài)導通。 這個電路要求在IN端輸入的是邊緣陡

16、峭的方波脈沖，因此控制信號從單片機或者其他開路輸出的設(shè)備接入后，要經(jīng)過施密特觸發(fā)器（比如555）或者推挽輸出的高速比較器才能接到IN端。如果輸入邊緣過緩，二極管延時電路也就失去了作用。 R3，R4的選取與IN信號邊沿升降速度有關(guān)，信號邊緣越陡峭，R3，R4可以選的越小，開關(guān)速度也就可以做的越快。Robocon比賽使用的升壓電路（原理相似）中，IN前用的是555。四、 邊沿延時驅(qū)動電路 在前級邏輯電路里，有意地對控制PMOS的下降沿和控制NMOS的上升沿進行延時，再整形成方波，也可以避免場效應(yīng)管的共態(tài)導通。另外，這樣做可以使后級的柵極驅(qū)動電路簡化，可以是低阻推挽驅(qū)動柵極，不必考慮柵極電容，可以較

17、好的適應(yīng)不同的場效應(yīng)管。2003年Robocon比賽采用的就是這種驅(qū)動電路。下圖是兩種邊沿的延時電路： 下圖是對應(yīng)的NMOS，PMOS柵極驅(qū)動電路： 這個柵極驅(qū)動電路由兩級三極管組成：前級提供驅(qū)動場效應(yīng)管柵極所需的正確電壓，后級是一級射極跟隨器，降低輸出阻抗，消除柵極電容的影響。為了保證不共態(tài)導通，輸入的邊沿要比較陡，上述先延時再整形的電路就可以做到。一、 直流電機驅(qū)動電路的設(shè)計目標在直流電機驅(qū)動電路的設(shè)計中，主要考慮一下幾點：3 功能：電機是單向還是雙向轉(zhuǎn)動？需不需要調(diào)速？對于單向的電機驅(qū)動，只要用一個大功率三極管或場效應(yīng)管或繼電器直接帶動電機即可，當電機需要雙向轉(zhuǎn)動時，可以使用由4個功率元

18、件組成的H橋電路或者使用一個雙刀雙擲的繼電器。如果不需要調(diào)速，只要使用繼電器即可；但如果需要調(diào)速，可以使用三極管，場效應(yīng)管等開關(guān)元件實現(xiàn)PWM（脈沖寬度調(diào)制）調(diào)速。4 性能：對于PWM調(diào)速的電機驅(qū)動電路，主要有以下性能指標。1）輸出電流和電壓范圍，它決定著電路能驅(qū)動多大功率的電機。2）效率，高的效率不僅意味著節(jié)省電源，也會減少驅(qū)動電路的發(fā)熱。要提高電路的效率，可以從保證功率器件的開關(guān)工作狀態(tài)和防止共態(tài)導通（H橋或推挽電路可能出現(xiàn)的一個問題，即兩個功率器件同時導通使電源短路）入手。3）對控制輸入端的影響。功率電路對其輸入端應(yīng)有良好的信號隔離，防止有高電壓大電流進入主控電路，這可以用高的輸入阻抗或

19、者光電耦合器實現(xiàn)隔離。4）對電源的影響。共態(tài)導通可以引起電源電壓的瞬間下降造成高頻電源污染；大的電流可能導致地線電位浮動。5）可靠性。電機驅(qū)動電路應(yīng)該盡可能做到，無論加上何種控制信號，何種無源負載，電路都是安全的。二、 三極管-電阻作柵極驅(qū)動 1輸入與電平轉(zhuǎn)換部分： 輸入信號線由DATA引入，1腳是地線，其余是信號線。注意1腳對地連接了一個2K歐的電阻。當驅(qū)動板與單片機分別供電時，這個電阻可以提供信號電流回流的通路。當驅(qū)動板與單片機共用一組電源時，這個電阻可以防止大電流沿著連線流入單片機主板的地線造成干擾?；蛘哒f，相當于把驅(qū)動板的地線與單片機的地線隔開，實現(xiàn)“一點接地”。 高速運放KF347（

20、也可以用TL084）的作用是比較器，把輸入邏輯信號同來自指示燈和一個二極管的2.7V基準電壓比較，轉(zhuǎn)換成接近功率電源電壓幅度的方波信號。KF347的輸入電壓范圍不能接近負電源電壓，否則會出錯。因此在運放輸入端增加了防止電壓范圍溢出的二極管。輸入端的兩個電阻一個用來限流，一個用來在輸入懸空時把輸入端拉到低電平。不能用LM339或其他任何開路輸出的比較器代替運放，因為開路輸出的高電平狀態(tài)輸出阻抗在1千歐以上，壓降較大，后面一級的三極管將無法截止。2柵極驅(qū)動部分： 后面三極管和電阻，穩(wěn)壓管組成的電路進一步放大信號，驅(qū)動場效應(yīng)管的柵極并利用場效應(yīng)管本身的柵極電容（大約1000pF）進行延時，防止H橋上

21、下兩臂的場效應(yīng)管同時導通（“共態(tài)導通”）造成電源短路。 當運放輸出端為低電平（約為1V至2V,不能完全達到零）時，下面的三極管截止，場效應(yīng)管導通。上面的三極管導通，場效應(yīng)管截止,輸出為高電平。當運放輸出端為高電平（約為VCC-(1V至2V),不能完全達到VCC）時，下面的三極管導通，場效應(yīng)管截止。上面的三極管截止，場效應(yīng)管導通,輸出為低電平。 上面的分析是靜態(tài)的，下面討論開關(guān)轉(zhuǎn)換的動態(tài)過程：三極管導通電阻遠小于2千歐，因此三極管由截止轉(zhuǎn)換到導通時場效應(yīng)管柵極電容上的電荷可以迅速釋放，場效應(yīng)管迅速截止。但是三極管由導通轉(zhuǎn)換到截止時場效應(yīng)管柵極通過2千歐電阻充電卻需要一定的時間。相應(yīng)的，場效應(yīng)管由

22、導通轉(zhuǎn)換到截止的速度要比由截止轉(zhuǎn)換到導通的速度快。假如兩個三極管的開關(guān)動作是同時發(fā)生的，這個電路可以讓上下兩臂的場效應(yīng)管先斷后通，消除共態(tài)導通現(xiàn)象。 實際上，運放輸出電壓變化需要一定的時間，這段時間內(nèi)運放輸出電壓處于正負電源電壓之間的中間值。這時兩個三極管同時導通，場效應(yīng)管就同時截止了。所以實際的電路比這種理想情況還要安全一些。 場效應(yīng)管柵極的12V穩(wěn)壓二極管用于防止場效應(yīng)管柵極過壓擊穿。一般的場效應(yīng)管柵極的耐壓是18V或20V，直接加上24V電壓將會擊穿，因此這個穩(wěn)壓二極管不能用普通的二極管代替，但是可以用2千歐的電阻代替，同樣能得到12V的分壓。3場效應(yīng)管輸出部分： 大功率場效應(yīng)管內(nèi)部在源

23、極和漏極之間反向并聯(lián)有二極管，接成H橋使用時，相當于輸出端已經(jīng)并聯(lián)了消除電壓尖峰用的四個二極管，因此這里就沒有外接二極管。輸出端并聯(lián)一個小電容(out1和out2之間)對降低電機產(chǎn)生的尖峰電壓有一定的好處，但是在使用PWM時有產(chǎn)生尖峰電流的副作用，因此容量不宜過大。在使用小功率電機時這個電容可以略去。如果加這個電容的話，一定要用高耐壓的，普通的瓷片電容可能會出現(xiàn)擊穿短路的故障。 輸出端并聯(lián)的由電阻和發(fā)光二極管,電容組成的電路指示電機的轉(zhuǎn)動方向.4性能指標： 電源電壓1530 V,最大持續(xù)輸出電流5A/每個電機，短時間（10秒）可以達到10A,PWM頻率最高可以用到30KHz(一般用1到10KH

24、z)。電路板包含4個邏輯上獨立的，輸出端兩兩接成H橋的功率放大單元，可以直接用單片機控制。實現(xiàn)電機的雙向轉(zhuǎn)動和調(diào)速。5布線： 大電流線路要盡量的短粗，并且盡量避免經(jīng)過過孔，一定要經(jīng)過過孔的話要把過孔做大一些（>1mm）并且在焊盤上做一圈小的過孔，在焊接時用焊錫填滿，否則可能會燒斷。另外，如果使用了穩(wěn)壓管，場效應(yīng)管源極對電源和地的導線要盡可能的短粗，否則在大電流時，這段導線上的壓降可能會經(jīng)過正偏的穩(wěn)壓管和導通的三極管將其燒毀。在一開始的設(shè)計中，NMOS管的源極于地之間曾經(jīng)接入一個0.15歐的電阻用來檢測電流，這個電阻就成了不斷燒毀板子的罪魁禍首。當然如果把穩(wěn)壓管換成電阻就不存在這個問題了。

25、 在2004年的Robocon比賽中，我們主要采用了這個電路用以電機驅(qū)動。三、 低壓驅(qū)動電路的簡易柵極驅(qū)動 一般功率場效應(yīng)管的最高柵源電壓為20V左右，所以在24V應(yīng)用中要保證柵源電壓不能超過20V，增加了電路的復(fù)雜程度。但在12V或更低電壓的應(yīng)用中，電路就可以大大簡化。 左圖就是一個12V驅(qū)動橋的一邊，上面電路的三極管部分被兩個二極管和兩個電阻代替。（注意，跟上圖邏輯是反的）由于場效應(yīng)管柵極電容的存在，通過R3，R4向柵極電容充電使場效應(yīng)管延緩導通；而通過二極管直接將柵極電容放電使場效應(yīng)管立即截止，從而避免了共態(tài)導通。 這個電路要求在IN端輸入的是邊緣陡峭的方波脈沖，因此控制信號從單片機或者

26、其他開路輸出的設(shè)備接入后，要經(jīng)過施密特觸發(fā)器（比如555）或者推挽輸出的高速比較器才能接到IN端。如果輸入邊緣過緩，二極管延時電路也就失去了作用。 R3，R4的選取與IN信號邊沿升降速度有關(guān)，信號邊緣越陡峭，R3，R4可以選的越小，開關(guān)速度也就可以做的越快。Robocon比賽使用的升壓電路（原理相似）中，IN前用的是555。四、 邊沿延時驅(qū)動電路 在前級邏輯電路里，有意地對控制PMOS的下降沿和控制NMOS的上升沿進行延時，再整形成方波，也可以避免場效應(yīng)管的共態(tài)導通。另外，這樣做可以使后級的柵極驅(qū)動電路簡化，可以是低阻推挽驅(qū)動柵極，不必考慮柵極電容，可以較好的適應(yīng)不同的場效應(yīng)管。2003年Ro

27、bocon比賽采用的就是這種驅(qū)動電路。下圖是兩種邊沿的延時電路： 下圖是對應(yīng)的NMOS，PMOS柵極驅(qū)動電路： 這個柵極驅(qū)動電路由兩級三極管組成：前級提供驅(qū)動場效應(yīng)管柵極所需的正確電壓，后級是一級射極跟隨器，降低輸出阻抗，消除柵極電容的影響。為了保證不共態(tài)導通，輸入的邊沿要比較陡，上述先延時再整形的電路就可以做到。五、 其它幾種驅(qū)動電路1 繼電器半導體功率器件的想法 繼電器有著電流大，工作穩(wěn)定的優(yōu)點，可以大大簡化驅(qū)動電路的設(shè)計。在需要實現(xiàn)調(diào)速的電機驅(qū)動電路中，也可以充分利用繼電器。有一個方案就是利用繼電器來控制電流方向來改變電機轉(zhuǎn)向，而用單個的特大電流場效應(yīng)管（比如IRF3205，一般只有N型

28、特大電流的管子）來實現(xiàn)PWM調(diào)速,如下右圖所示。這樣是實現(xiàn)特別大電流驅(qū)動的一個方法。換向的繼電器要使用雙刀雙擲型的，接線如下左圖,線圈接線如下中圖： 2 幾種驅(qū)動芯片1） L298 參考2） A3952 參考3） A3940 參考4） L6203 參考六、 PWM調(diào)速的實現(xiàn)1 使用定時器的算法/butcher補充一下吧/算法原理/編程實現(xiàn)要點 /優(yōu)缺點2 使用循環(huán)移位的算法 產(chǎn)生PWM信號可以由定時器來完成,但是由于51內(nèi)部只提供了兩個定時器,因此如果要向三個或更多的直流電機輸出不同占空比的信號要反復(fù)設(shè)置定時器,實現(xiàn)較為復(fù)雜,我們采用一種比較簡單的方法不僅可以實現(xiàn)對更多的直流電機提供不同的占空

29、比輸入信號，而且只占用一個定時器資源。這種方法可以簡單表述如下:在內(nèi)存的某段空間內(nèi)存放各個直流電機所需的輸入信號占空比信息，如果占空比為1則保存0FFH(11111111B)；占空比為0.5則保存0F0H(11110000B)或任何2進制數(shù)中包括4個0和4個1。即占空比1的個數(shù)/8 具體選取什么樣的二進制數(shù)要看輸出頻率的要求。若要對此直流電機輸出PWM信號，只要每個時間片移位一次取出其中固定的一位（可以用位尋址或進位標志C實現(xiàn)）送到電機端口上即可。另外，移位算法是一種對以前結(jié)果依賴的算法，所以最好定期檢查或重置被移位的數(shù)，防止移錯導致一直錯下去。 這種算法的優(yōu)點是獨立進程，可以實現(xiàn)對多個電機的

30、控制，缺點是占用資源較大，PWM頻率較低。3 模擬電路PWM的實現(xiàn) 上圖為一個使用游戲手柄或者航模搖桿上的線性電位器（或線性霍爾元件）控制兩個底盤驅(qū)動電機的PWM生成電路。J1是手柄的插座，123和456分別是x，y兩個方向的電位器。U1B提供半電源電壓，U1A是電壓跟隨。x，y分量經(jīng)過合成成為控制左右輪兩個電機轉(zhuǎn)速的電壓信號。在使用中，讓L=(x+1)y/(x+1.4)，R=(x-1)y/(x-0.6)，經(jīng)過試驗有不錯的效果（數(shù)字只是單位，不是電壓值）。經(jīng)過U1C和U1D組成的施密特振蕩器把電壓轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的PWM信號，用來控制功率驅(qū)動電路。以U1D為例，R1，R2組成有回差的施密特電路，上下

31、門限受輸入電壓影響，C1和R3組成延時回路，如此形成振蕩的脈寬受輸入電壓控制。Q1，Q2是三極管，組成反相器，提供差分的控制信號。具體振蕩過程參見對555振蕩器的分析。七、 步進電機驅(qū)動1. 小功率4相步進電機的驅(qū)動下面是一種驅(qū)動電路框圖: 達林頓管陣列ULN2803分別從鎖存器取出第0,2,4,6位和1,3,5,7位去驅(qū)動兩個步進電機.四相步進電機的通電順序可以有幾種:A,B,C,D(4相4拍);AB,BC,CD,DA(4相雙4拍);A,AB,B,BC,C,CD,D,DA(4相8拍).為了兼顧穩(wěn)定性,轉(zhuǎn)矩和功耗,一般采用4相8拍方式.所有這些方式都可以通過循環(huán)移位實現(xiàn)(也要有定期監(jiān)控),為了使4相8拍容易實現(xiàn),鎖存器與驅(qū)動部分采用了交叉連接. 步進電機工作在四相八拍模式（即正轉(zhuǎn)的輸入信號為100011000100011000100011000110011000），對應(yīng)每個步