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直流有刷电机驱动项目需求分析（可下载）
一、 项目名称：《直流电机驱动器设计》
二、 项目需求分析
我们想设计一款直流有刷电机驱动器，那么在设计驱动器之前，我们需要明 确驱动器的控制对象
知道控制对象的参数，这样才能设计出一款适合控制对象、 稳定、鲁棒性强的驱动器
所以，下面我们需要先来介绍下项目的控制对象
控制对象信息： 电机型号：140 有刷电机
电压范围：1.5V-6V
电流：500mA
转速：14000 转/分，有正负 5%的误差
电机重量：16g
电机内阻（实测）：1.2 欧姆
如下图一为电机实物展示图
明确了控制对象的参数之后，接下来就需要根据这些参数来设计属于这款电 机的驱动器了
我们可以根据电机的电压参数，确定出 Vbus 电压，因为 电压的范围是 1.5V 至 6V
而一般 5V 比较常用，所以我们决定选 5V 作为 Vbus 电压
电压确定好之后，我们需要根据要实现的控制功能来选择相应的控制方案
或者说，我们要使用单片机控制的话，需要根据功能来对单片机选型
所以，接下来先对我们要实现的控制功能进行说明
（注意：如果项目是别人 或者别的公司的话，控制功能需要由项目提供者给出）
这里我们就自己定一个 需要实现的功能来实现驱动器的设计了
下面将控制功能罗列如下：
1.实现电机正反转调速控制
2.LED 灯状态显示
3.电压采集
4.电压保护
要实现电机正反转调速控制的话，正反转的实现，就需要用到 H 桥了， 调速的话，就要使用到 PWM 波了
也就是说，至少需要选型的这款单片机 至少能够输出 2 路 PWM 信号，其它两路的话可以使用电平控制
这样的话，我们 可以选择 H 桥的上桥用电平来控制，只需要两个普通的 IO 口即可实现H 桥的 下桥用 PWM 控制来实现电机调速的功能，所以下桥的驱动信号使用 PWM 即可
然后 LED 显示的话，使用一个普通的 IO 口就可以实现
要实现电压保护的话，需要用到 ADC 模块了，需要一个模拟 IO 口
PWM 占空 比的调节可以通过一个电位器来实现，电位器的电压采集也需要 ADC 模块
同样 需要一个模拟 IO 口
要实现电压保护的话，需要用到 ADC 模块了，需要一个模拟 IO 口，PWM 占空 比的调节
可以通过一个电位器来实现，电位器的电压采集也需要 ADC 模块，同样 需要一个模拟 IO 口
单片机要供电的话，至少需要 2 个引脚，一个 VDD 和一个 VSS。电源 电压可以选择 3.3V 供电外部复位，需要一个专用的复位引脚
综上分析，我们可以选用一款 20pin 引脚的单片机，那么这里我们可以选用 一款 ST 的单片机
如 STM32030F4P6 这个型号。这款单片机的引脚封装如下图二 所示：
这款单片机的功能描述如下图三所示：
从图中红色方框描述，我们需要实现的功能都可以实现
图三：STM32F030F4P6 单片机功能描述
电机正反转控制实现方案：
我们前面分析了，要实现电机的正反转控制的话，需要使用 H 桥，那么就需 要考虑到 H 桥的元器件选择了H 桥的元器件选择需要根据负载电机的参数进行 选取，前面我们介绍电机的参数的时候知道了电机给定的额定电流是 500mA， 但是经过我们实际上电测试电机带载时，最大可达到 1A 以上的电流。所以 H 桥选型需要考虑过电流能力
所以，基于以上分析，我们可以选择 H 桥使用上管 P 型三极管，下管 N 型三 极管的方式那么考虑到过电流能力，所以这里的 P 管可以选择 B772，封装可 以选用 DPARK 封装的N 管可以选择 P 管的对应型号，D882，封装同样也可以选 用DPARK 的。这样就选定了 H 桥的功率器件了
电压保护功能实现：
通过前面的分析，要实现电压采样的话，需要设计一个电压采样电路将采 集到的电压作为一个模拟信号送到单片机的引脚单片机就根据 AD 转换完成的 结果判断是否出现过压和欠压信号
当出现过压或欠压时，可以控制 PWM 不输出， 实现电机的停止转动，达到系统保护的目的
过压保护的电压，可以根据 Vbus 电压来确定，我们前面确定了 Vbus 电压为5V
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