采用单PWM控制电机转动的控制电路的制作方法

本申请涉及电机领域，具体涉及采用单PWM控制电机转动的控制电路。
背景技术：
：电机在机器人、航模、车模、船模、医疗设备等领域有广泛的应用。现有技术中微控制单元(MicrocontrollerUnit，MCU)采用双PWM(PulseWidthModulation，脉冲宽度调制)信号控制电机的转动速度、转动角度、转动方向。微控制单元上的PWM输出管脚数量越多，该微控制单元的成本越高。在控制的电机数量较多时，可选的微控制单元的型号较少且成本高，有时甚至因需要的PWM输出管脚太多而无型号可选。技术实现要素：本申请的目的在于提出一种改进的采用单PWM控制电机转动的控制电路，来解决以上
背景技术：
部分提到的技术问题。本申请提供了一种采用单PWM控制电机转动的控制电路，所述控制电路包括：所述微控制单元根据目标转动速度和/或目标转动角度生成相应占空比的PWM信号，且所述微控制单元至少包括PWM输出管脚、第一管脚、第二管脚、第三管脚，其中，所述PWM信号通过所述PWM输出管脚输出；所述数据选择器是二选一数据选择器，且至少包括第一公共数据选择管脚、第二公共数据选择管脚、第一组的第一数据输入管脚、第一组的第二数据输入管脚、第一组的数据输出管脚及第二组的第一数据输入管脚、第二组的第二数据输入管脚、第二组的数据输出管脚；所述微控制单元的第一管脚、第二管脚分别与所述数据选择器的第一公共数据选择管脚、第二公共数据选择管脚相连，所述微控制单元的PWM输出管脚同时与所述数据选择器第一组的第一数据输入管脚、第二组的第一数据输入管脚相连，所述微控制单元的第三管脚同时与所述数据选择器第一组的第二数据输入管脚、第二组的第二数据输入管脚相连，所述数据选择器的第一组的数据输出管脚、第二组的数据输出管脚分别与所述电机驱动电路的两个输入端相连，所述电机驱动电路的输出端与所述电机相连；所述微控单元根据目标转动方向及预设规则，控制所述第一管脚、第二管脚输出相应的高低电平，进而控制所述数据选择器第一组的数据输出管脚、第二组的数据输出管脚一个输出PWM信号，一个输出第三管脚输出的低电平；所述电机驱动电路先判断两个输入端哪个输入的是所述PWM信号、哪个输入的是所述低电平，再控制所述电机正转或反转，且根据所述PWM信号控制所述电机的转动速度和/或转动角度。在一些实施例中，所述微控制单元的第一管脚、第二管脚、第三管脚分别是输出管脚或输入/输出管脚中的一种。在一些实施例中，所述数据选择器是四组二选一型号为74LS157的数据选择器。在一些实施例中，所述微控单元根据目标转动方向及预设规则，控制所述第一管脚、第二管脚输出相应的高低电平，进而控制所述数据选择器第一组的数据输出管脚、第二组的数据输出管脚一个输出PWM信号，一个输出第三管脚输出的低电平；所述电机驱动电路先判断两个输入端哪个输入的是所述PWM信号、哪个输入的是所述低电平，再控制所述电机正转或反转，具体的：当所述微控单元确定所述目标转动方向为正转时，则控制所述第一管脚输出低电平、第二管脚输出高电平，相应的所述数据选择器第一组的数据输出管脚输出PWM信号，第二组的数据输出管脚输出低电平，所述电机驱动电路确定第一输入端输入的是所述PWM信号、第二输入端输入的是所述低电平，则控制所述电机正转；当所述微控单元确定所述目标转动方向为反转时，则控制所述第一管脚输出高电平、第二管脚输出低电平，相应的所述数据选择器第一组的数据输出管脚输出低电平，第二组的数据输出管脚输出PWM信号，所述电机驱动电路确定第一输入端输入的是所述低电平、第二输入端输入的是所述PWM信号，则控制所述电机反转。本申请提供的采用单PWM控制电机转动的控制电路，微控制单元根据目标转动方向，控制第一管脚、第二管脚输出相应的高低电平，控制数据选择器第一组的数据输出端、第二组的数据输出端分别其从输入的PWM信号和低电平中分别选择一个输出，电机驱动电路根据PWM信号、低电平的输入顺序，控制电机的转动方向，同时根据PWM信号的占空比控制电机的转动速度和/或转动角度，实现转动方向与目标转动方向相同、电机转动速度和/或转动角度与目标转动速度和/或目标转动角度相匹配。相较于现有技术中采用双PWM信号控制电机转动，本申请采用单PWM信号控制电机转动，节省了一半PWM资源，在需连接的电机的数量固定时，可选的微控制单元的型号增多，有效降低了微控制单元的选型成本。且解决了因需要的PWM资源太多而无型号可选的难题。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是根据本申请的控制电路的一个实施例的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。图1示出了本申请的控制电路的一个实施例的结构示意图，该实施例仅示出控制一个电机的结构示意图。如图所示该控制电路包括微控制单元101、数据选择器102、电机驱动电路103、电机104。其中，微控制单元101用于接收、处理、发送数据和/或指令。以机器人为例，微控制单元101作为机器人的大脑，接收上位机发送的指令及各种类型的传感器发送的数据，然后，对接收的指令、数据做处理，生成各种指令用于控制多个电机的转动。现有的微控制单元101主要有输入管脚、输出管脚、输入/输出管脚，其中，输出管脚包括但不限于PWM输出管脚、高/低电平输出管脚；输入/输出管脚既可以作为输入管脚也可以作为输出管脚使用，但作为输出管脚时，只能输出高/低电平，不能输出PWM信号。现有的微控制单元即单片机上的PWM输出管脚数量越多，该微控制单元的成本越高。在本实施例中，微控制单元101至少具有一个PWM输出管脚和3个输入/输出(Input/Output，I/O)管脚，在本实施例的其它可选的实现方式中，可将3个I/O管脚中的任意管脚换成输出管脚。在本实施例中，数据选择器102是四组二选一型号为74LS157的数据选择器。该型号的数据选择器包括两个公共数据选择管脚和四组二选一对应的输入输出管脚，其中，两个公共数据选择管脚为第一公共数据选择管脚S1、第二公共数据选择管脚S2，第一组二选一对应的管脚为：第一数据输入管脚A1、第二数据输入管脚B1、数据输出管脚Y1；第二组二选一对应的管脚为：第一数据输入管脚A2、第二数据输入管脚B2、数据输出管脚Y2。第三、第四组二选一对应的管脚因在本实施中没有用到，所以未示出。在本实施例中，微控制单元101的第一输入/输出管脚I/O1、第二输入/输出管脚I/O2分别与数据选择单元102的第一公共数据选择管脚S1、第二公共数据选择管脚S2电性连接；PWM输出管脚同时与第一组的第一数据输入管脚A1、第二组的第一数据输入管脚A2电性连接；第三输入/输出管脚I/O3同时与第一组的第二数据输入管脚B1、第二组的第二数据输入管脚B2电性连接，且第一组的数据输出管脚Y1、第二组的数据输出管脚Y2分别与电机驱动电路103的两个输入端电性连接，电机驱动电路103的输出端与电机104连接。在本实施例中，电机104指小型直流有刷电机。在本实施例中，控制电机转动方向的逻辑如下表所示：I/O1I/O2A1B1A2B2Y1Y2转动方向00PWM0PWM0PWMPWM停止01PWM0PWM0PWM0正转10PWM0PWM00PWM反转11PWM0PWM000停止在表中，0表示低电平、1表示高电平。在本实施例中，微控制单元101先分析接收的指令或预设的程序，确定目标转动速度和/或目标转动角度，生成相应占空比的PWM信号，然后，确定目标转动方向为正转，则控制I/O1管脚输出低电平0，I/O2管脚输出高电平1，数据选择器102根据其内在的逻辑，Y1管脚选择输出A1管脚接收的PWM信号，Y2管脚选择输出B2管脚接收的低电平0，电机驱动电路103确定第一输入端接收的是PWM信号、第二输入端接收的是低电平0，则控制电机104正转，且根据PWM信号的占空比，控制电机104以目标转动速度转动和/或转动到目标转动角度；同理，如果确定目标转动方向为反转，则控制I/O1管脚输出高电平1，I/O2管脚输出低电平0，数据选择器102根据其内在的逻辑，Y1管脚选择输出B1管脚接收的低电平0，Y2管脚选择输出A2管脚接收的PWM信号，电机驱动电路103确定第一输入端接收的是低电平0、第二输入端接收的是PWM信号，则控制电机104反转，且根据PWM信号的占空比，控制电机104以目标转动速度转动和/或转动到目标转动角度。在本实施例可选的实现方式中，数据选择器102是两组二选一数据选择器，其数据选择逻辑与上表相反，即I/O1输出低电平0、I/O2输出高电平1，则Y1输出低电平0、Y2输出PWM信号，I/O1输出高电平1、I/O2输出低电平0，则Y1输出PWM信号、Y2输出低电平0，具体的控制电机转动方向的逻辑参考下表：I/O1I/O2A1B1A2B2Y1Y2转动方向00PWM0PWM000停止01PWM0PWM00PWM反转10PWM0PWM0PWM0正转11PWM0PWM0PWMPWM停止本申请的上述实施例的控制电路，控制电机转动从需要两路PWM信号，降低到只需要一路PWM信号，节省了一半微控制单元的PWM管脚。对于同一个微控制单元，控制电机的数量增加一倍，在需连接的电机的数量固定时，可选的微控制单元的型号增多，有效降低了微控制单元的选型成本。以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如由单个电子元件搭建而成的具有数据选择功能的电路替换数据选择器。当前第1页1 2 3