微控制器系统原理。
结课**）**名称：基于s08的小型直流电机驱动器设计。
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基于s08的小型直流电机驱动器设计。
一、系统概述。
直流电机调速系统在以mcu为核心的嵌入式系统中有广泛的应用，例如冷却风扇、电动自行车及微波炉等。本系统采用飞思卡尔公司的s08aw60单片机作为主控制器，应用s08aw60定时器模块的pwm功能实现对微小型直流电机的转速的控制。
采用独立按键实现人机交换。驱动部分采用具有高电压大电流的全桥驱动芯片l298n，并使用到了光电耦合。直流电动机转速与驱动电压之间成近似的线性关系，通过s08aw60输出的pwm信号实现对电机端电压的控制，进而控制其转速。
二、系统框图。
系统硬件框图如图1所示。
图1 系统硬件框图。
三、硬件设计。
本文是基于s08的小型直流电机驱动器设计，故而在这仅给出微控制器芯片介绍、按键电路、驱动电路的论述，重点论述驱动电路相关芯片的选型，对于s08aw60最小系统电路在这不予讨论。
1、微控制器介绍。
s08aw系列是飞思卡尔公司推出的新一代s08系列微控制器的一款增强型8位微控制器，它不仅集成度高、片内资源丰富，接口模块spi、sci、iic、a/d和pwm等，还具有很宽的工作温度范围。s08aw微控制器采用8位s08cpu，片内总线频率最高可达20mhz;片内资源包括2kb ram、约62kb flash、串行接口模块（sci、spi和iic）、定时器模块（tpm）；并可选择宽范围时钟频率；还提供一个8位/10位精度的模/数转换器（adc）,并支持后台调试模式bdm。
本系统选用s08aw中的s08aw60作为主控器。主要是利用其定时器模块的pwm功能。
2、按键电路。
按键key1、key2、key3、key4分别用以控制直流电机的启动、停止、加速、减速。s08mcu的kbi模块允许多达8个引脚作为外部中断输入。在这里，port1—port4分别连接至s08aw60的kbi1p0—kbip3，程序采用中断法判断按键的按下情况。
图2为按键电路。
图2 按键电路。
2、光电耦合器。
光电耦合器广泛作用在电脑终端机，可控硅系统设备，测量仪器，影印机，自动售票，家用电器，如风扇，加热器等电路之间的信号传输，使之前端与负载完全隔离，目的在于增加安全性，减小电路干扰，减化电路设计。
本系统中采用的光电耦合器选用4个东芝公司出品的tlp521-1光电耦合器。其内部内部结构图及引脚图见图3。
图3 tlp521-4 光藕内部结构图及引脚图。
3、直流电机驱动芯片选择。
方案一：采用继电器对电动机的开和关进行控制，通过开关的切换对电机的速度进行调整。这个方案的优点是电路较为简单，实现容易；缺点是继电器的响应速度慢、机械结构易损坏、寿命较短。
方案二： 采用专用芯片l298n。l298n是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它相应频率高，且还带有控制使能端。用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。
基于上述理论分析和实际情况，这里选择的是方案二。
图4 为l298n直插与表贴封装图，图5 为l298n引脚定义。
图4 l298n直插与表贴封装图图5 l298n引脚定义。
l298n是st公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用15脚封装。主要特点是：
工作电压高，最高工作电压可达46v；输出电流大，瞬间峰值电流可达3a，持续工作电流为2a；额定功率25w。内含两个h桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。使用l298n芯片可以同时驱动两台直流电机。
4、驱动电路。
本系统的电机驱动电路如图3所示。
port5—port8分别接至s08aw60的pta0—pta3,其中pta0、pta1控制电机b1，pta2、pta3口控制电机b2。l298n的ena、enb分别接s08aw60的tpm1ch0、tpm1ch1,接受mcu送出的pwm信号，分别用以控制电机b1、b2的转速。
图3 电机驱动电路。
l298n的逻辑功能如表1，通过分析可知通过控制两组in输入即可实现对电机正反转控制，同时通过pwm信号对ena、enb的控制即可实现电机转速的控制。
表1 l298n的逻辑功能。
四、软件设计。
程序主要涉及按键扫描子程序、电机正反转信号控制子程序、pwm控制子程序。在这里仅给出pwm控制子程序的流程图和部分c程序**（见附2）。本系统的pwm程序流程图如图4。
图4 pwm程序流程图。
四、结束语。
想学点东西，建议自己做，这个仅供参考！)
参考文献。1] 王萱，王挺峰，于涌。基于tms320lf2407的步进电机控制系统[j].光机电信息。2008(1):43-46.
2] 王威。嵌入式微控制器s08aw原理与实践[m].北京：北京航空航天大学出版社，2009.
3] tosiba公司。tlp521-1,tlp521-2,tlp521-4 data sheet.2000,8.
4] st公司。l298 data sheet.2000,2.
附1（系统原理图）：
附2（部分程序）：
#include<>
include""
#define up ptbd_ptb2 //加速按键，即key3
#define dwon ptbd_ptb3 //减速按键，即key4
初始化程序（部分。
void inits08()
ppm1sc = 0x13;//写控制器，8分频。
tpm1mod = 100;//pwm频率2.4hz
tpm1c1sc = 0x38;//通道寄存器初始化。
tpm1civ = 0;//脉宽比置0
ptddd = 0x00;//按键输入端口方向设置为输入。
ptadd = 0xff;//电机转向控制端口方向设置为输出。
主程序（部分。
void main()
int speed,temp,pwm;
inits08();
speed = 100;//初始化转速。
while(1)
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