基于STC8H单片机的双通道直流有刷电机驱动控制器

简介：本设计以STC8H1K08单片机为控制核心，使用PWMA模块生成2路同频PWM波， 内置AD转换电位器的实时电压，计算生成PWM波占空比值。单片机同时进行限位开关检测、H桥直流电机驱动逻辑控制，控制两路直流电机的启停与速度调节。控制器具有手动与自动两种模式，一键切换，方便实用。

机械结构简化装配图：

1. 功能要求：1、工作电压：DC 6-24V；2、单路最大电流10A；3、手动（点动）模式/自动运行模式；4、PWM波形占空比可调；5、电源与运行状态指示灯。
2. 主要原件选型：单片机STC8H1K08-TSSOP20、LDO稳压器：78M05、电机驱动：双通道10A场效应管H桥有刷直流电机驱动、限位开关：V-151-1C25微动开关。

STC8H1K08管脚图：

功能框图：

1. 电路设计：按照功能要求绘制电路原理图。共7个模块，分别为单片机及其外围电路、工作状态指示LED、电源系统、交互操作按钮、速度调节电位器模块、限位开关接口电路、电机驱动PWM与逻辑控制接口电路。

原理图检查无误后导入到PCB进行电路板布线。

1. PCB设计：由于此板属于低速控制板，PCB布局布线以美观实用为原则。为了降低功率部分与信号部分的串扰，这两部分需要尽可能独立布线，功率电源部分需要降低电源阻抗，条件允许时应采用大面积实心铺铜。控制信号电源从功率电源单独引出，地线分割后使用磁珠连接，同时使用二极管、电感、电容组成防倒灌π型滤波电路，然后接入78M05稳压，确保单片机工作电压稳定。

1. 嵌入式控制程序编写：
2. 需求 I/O引脚17个；PWMA模块生成两路可调PWM波；5个交互轻触按钮；4个指示灯；2个限位传感器接口（外接开关或者5V高低电平输入控制）；ADC交替采样2个通道。
3. 确定所有需要用到的资源后对应单片机型号进行程序编写。先构思总体框架，再逐步填充细节。程序采用模块化方式编写，方便读取、修改、移植等等操作，可读性与可维护性也比较好。
4. 写好程序后优化交互按钮的操作方式和其它需要优化改进的地方。在程序中加入适当的定时器延时，保证实时性的同时使按钮不会错误识别，误触发造成功能故障。

1. 控制程序调试
2. 程序调试注意以下几点：PWM波形的频率，ADC读取电位器电压，并转换成PWM占空比，交互按钮与限位开关的端口实时检测。程序测试修改后控制板工作状态良好，达到了设计目标，完全实现所需要的功能，在足够大的电源支持下，可长时间驱动10A电流负载。

结语：本小项目结合功能需求整理，电路原理图设计，PCB设计，单片机程序编写，电路与程序分析调试等。综合运用以上技能设计一款双路电机驱动器，满足逻辑控制、速度调节、手动自动功能切换等等功能需求。

学习不断，进步不止！

@远空 2023.1.13 cqyc