基于TB6612FNG和單片機的直流電機控制系統設計

　　2 電機控制單元設計

　　2.1 單元硬件構成

　　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(shí)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(shí)器輸出硬件PWM脈沖，使得單片機CPU只在改變PWM占空比時(shí)參與運算，大大減輕了系統運算負擔和PWM軟件編程開(kāi)銷(xiāo)。輸入引腳PWMA、PWMB和STBY由I/0電平控制電機運行或制動(dòng)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。

　　2.2 電機控制的軟件實(shí)現

　　脈寬調制方式產(chǎn)生占空比變化的PWM信號，通過(guò)對驅動(dòng)器輸出狀態(tài)的快速切換，實(shí)現電機的速度控制。PWM占空比的大小決定輸出電壓平均值，進(jìn)而決定電機的轉速。文中采用單極性、定頻調寬的PWM調制方式，保證電機調速控制的穩定性。TB6612FNG的邏輯真值表如表1所示。該器件工作時(shí)STBY引腳置為高電平;IN1和IN2不變，調整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(shí)器PWM輸出設置如圖3所示。首先需設置T/C中斷屏蔽寄存器TIMSKx使能定時(shí)器溢出中斷。其次分別設置T/C控制寄存器TCC-RxA和TCCRxB選擇PWM模式和預分頻比，最后將控制信號引腳I/0置為輸出。程序運行時(shí)，每當定時(shí)器計數產(chǎn)生溢出，CPU響應中斷，定時(shí)器回零后重新開(kāi)始計數。

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