的值等于CCR0时置位。
选用增计数模式、输出模式7产生的PWM输出波形如图4-6所示。 图4-6 输出模式7产生PWM输出波形 5． ．．
．输出单元应用举例
输出单元应用举例输出单元应用举例
输出单元应用举例
例1．Timer_A用增模式在P1.2/2.0产生两路PWM输出。CCR0计数值为512，通过设定 CCR1和CCR2值，定义两路输出脉宽。使用32kHz ACLK作为TACLK，定时器周期为15.625ms， P1.2占空比为75%、P2.0占空比为25%。 ACLK = TACLK = LFXT1 = 32768Hz, MCLK = SMCLK = DCO = 32xACLK = 1.048576Mhz。外部晶振接于XIN和XOUT。 #include
{
WDTCTL = WDTPW +WDTHOLD; // 关WDT
TACTL = TASSEL0 + TACLR; // ACLK, 清零Tar CCR0 = 512; // PWM 周期
CCTL1 = OUTMOD_7; // CCR1 reset/set模式 CCR1 = 384; // CCR1 PWM 任务周期 CCTL2 = OUTMOD_7; // CCR2 reset/set模式 CCR2 = 128; // CCR2 PWM 任务周期 P1DIR |= 0x04; // P1.2 输出 P1SEL |= 0x04; // P1.2 TA1模式 P2DIR |= 0x01; // P2.0 输出
P2SEL |= 0x01; // P2.0 TA2模式
TACTL |= MC0; // 增模式启动Timer_A for (;;) {
_BIS_SR(LPM3_bits); // 进入LPM3省电模式 _NOP(); // C-spy使用 }
}
第五讲 直流电机控制与电动小车制作 一 一一 一、 、、
、直流电机驱动电路工作原理
直流电机驱动电路工作原理直流电机驱动电路工作原理 直流电机驱动电路工作原理 1）直流电机转向原理
直流电机一般采用H桥驱动电路，如图5-1所示。 Q1 Q2 Q3
Q4 2K R1 2K R2 2K R3 2K R4 2K R5 Q5A - +1 2U1A34U1B VDD
AB PWM
图5-1 直流电机驱动原理图
同步改变对角开关管通断状态，就改变了流过电机的电流方向，也就改变了直流电机的转动 方向，达到了控制正、反转的目的。电路工作状态表如表5-1所示。 表5-1H桥电机控制状态表 PWM A B
电机运行状态 0 × × 停转 1 0 0 停转 1 0 1 反转 1 1 0 正转 1 1 1 停转
注：“0”代表低电平；“1”代表高电平。
由表5-1可知，H桥电路将电机转动方向控制转化为A、B两端的电平控制，便于与单片机 接口实现电机转向控制。
2）直流电机转速控制原理
控制直流电动机所加电压即可控制电机转速。直接调整图5-1中直流电机所加电压VDD虽 然可调整电机转速，但其主要缺点是效率低。为了提高效率，通常采用占空比可调矩形波控制电
机转速，即PWM（脉冲宽度调制）波调速。PWM信号示意如图5-2所示，图中T为设定的脉冲周期，在驱动电机过程中确定不变；t为脉冲的高电平时间，占空比d = t /T。 将其加于图5-1
电路的PWM端，电机转速与PWM信号占空比成正比。
图5-2PWM信号示意图
PWM波产生方法有多种，本设计中为了简化电路，直接使用单片机内定时器A产生PWM 控制电机转速。
3）电机驱动专用芯片L293D简介
图5-1所示H桥电路仅是原理电路，要转化为实用电路还要做许多工作，因此实际应用中 很少采用。
L293D是集成电路芯片，片内含有双H 桥驱动器，引脚图如图5-3所示。输入小电流控制 信号，输出高电压、大电流驱动信号。用逻辑电平控制、驱动感性负载（比如继电器，直流电机
和步进电机等）。通过改变芯片控制端的输入电平，即可以对电机进行正反转操作。芯片具有 1.2A峰值输出电流通道，使用简易便。其额定工作电流为1A，最大可达1.5A，Vss电压最小4.5V，
最大可达36V；Vs电压最大值也是36V。
L293D是16引脚塑料封装，中间的4个引脚是短路的(为了散热)， L293D的Vss和Vs电 源端可分别接入芯片电源和电机驱动电源。
图5-3 L293D引脚图 图5-4 L293D功能示意图
L293D功能示意图如图5-4所示（对应20引脚芯片）。 L293D使能、输入引脚和输出引脚的逻辑关系如表5-2所示。
表5-2 引脚和输出引脚的逻辑关系
EN A（B） IN1（IN3） IN2（IN4） 电机运行情况 H H L 正转 H L H 反转
H
同IN2（IN4） 同IN1（IN3） 快速停止 L X X
停止
H-桥电路的输入量可以用来设置电机转动方向，使能信号可以用于脉宽调整（PWM），实 现电机转速控制。L293D将2个H-桥电路集成到1片芯片上，这就意味着用1片芯片可以同时
控制2个直流电机。每1个直流电机需要3个控制信号EN1、IN1、IN2，其中EN1是使能信号，
IN1、IN2为电机转动方向控制信号，IN1、IN2分别为1，0时，电机正转，反之，电机反转。 选用一路PWM连接EN1引脚，通过调整PWM的占空比可以调整电机的转速。 4）直流电机驱动电路
驱动电路如图5-5所示，单片机PIO端口线P1.0、P1.1驱动光电隔离器中发光二极管，控 制光电三极管。输入为高电平时，三极管饱和导通，反之截止。当P1.0为高电平、P1.1位低电
平时，L293D的IN4为高、IN3为低电平，OUT4为高、OUT3位低电平，电机正转；反之，当 P1.0位低、P1.1为高电机反转；当P1.0、P1.1电平同时为高或低时，电机停转，实现了电
机转
向控制。
E2是OUT4、OUT3的使能端，高电平有效。当在E2端加PWM信号时，可实现调速。高
速转动对应的PWM信号占空比为1；次高速占空比为0.75；中速转动占空比为0.5；低速转动
占空比为0.25。
PWM信号由MSP430F413单片机定时器A产生。光电隔离器在传送信号同时实现了电平转 换，将高电压（6-9V）电机驱动电路与低电压（4.5V）单片机电路隔离，消除了干扰。注意两电
路地线标志不同，焊接时不能连接。U6 U7 510 R4 510 R5 510 R6 10K R15 10K R16 10K R17 VDD VSS IN4 OUT4 GND GND OUT3 INT3 E2 E1 IN1 OUT1 GND GND OUT2 IN2
VSL293DA - +
M电电电电电VDD
U5 1 23 4 1 23 4 1 23 4 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 13 14 15 16 P1.0 P1.1
P1.2/TA1
图5-5直流电机驱动电路 二 二二 二、
、、
、直流电机控制系统硬件设计
直流电机控制系统硬件设计直流电机控制系统硬件设计 直流电机控制系统硬件设计
直流电机控制系统电路如图5-6所示，是在时钟小系统基础上加入直流电机驱动电路、按键 和功能选择开关电路。功能选择开关在上是电机驱动功能，在下是时钟计时功能。
图5-6直流电机控制系统 1 2
32768Hz XTAL 500K R11
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