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单片机电动机控制器制作

知识目标

掌握单片机控制电机电路设计方法；

掌握单片机控制电机编程方法。

技能目标

掌握单片机电机控制器制作方法。

任务一单片机电动机控制器制作

任务导论

单片机控制电机是一个典型低电压设备控制高电压设备的技术，单片机输出电压是直流低压（5V～

24V），而电机一般是220V或380V交流电压，用低电压控制交流高电压的器件有继电器、可控硅（晶闸

管），在控制时会产生较大的干扰，特别是对CPU的干扰更大，而CPU又最怕干扰，所以在电路设计时

要考虑电路抗干扰问题，在电路设计时采用光耦隔离技术。

任务分析

电路设计时首先要弄清继电器和光耦的使用方法，了解器件的性能，选择较好的器件。

相关知识

一、单台电机控制器制作

高电压电机控制电路设计时，首先要解决低电压回路控制高电压回路问题，常用的控制器件为继电器、

可控硅。其次是将低电压控制回路和CPU控制回路隔离。常用器件是光电耦合器，俗称光耦。下面分别

介绍。

1.常用器件介绍

⑴、继电器

继电器是用低电压控制高电压的器件，它分为线圈、铁芯、衔铁、触点，触点有常开触点、常闭触点

之分。在开关特性上有单刀单置、双刀单置、单刀双置、双刀双置、单刀多置、双刀多置之别。图13-1

（a）为继电器的符号，图中只列了四种类型的继电器，方框为线圈，圆圈为触点，直线为刀。左下图为

单刀单置，右下图为单刀双置，左上图为双刀双置，右上图为双刀单置。

1

（a）继电器（b）光耦符号

图13-1继电器和光耦符号

工作过程是：线圈得电时，常开触点闭合，常闭触点断开；线圈失电时，常开触点断开，常闭触点闭

合。电路连接时，单片机的一个输出口线接线圈的一端，线圈的另一端接符合线圈电压标准的电源，以单

刀单置为例，将220V相线断开接触点两端（相当于在相线上接一个开关），220V线上再接电器设备。这

样我们只要用软件控制单片机的该输出口线为低电平时，线圈得电，常开触点闭合，电器设备工作（设定

低电平工作）；用软件控制单片机的该输出口线为高电平时，线圈失电，常开触点断开，电器设备停止工

作（设定高电平停止）。

⑵、光耦

光耦在电路中起隔离作用，由光作为信号传递媒介（工具），将单片机和外部设备在电器隔离。有三

极管型光耦（又分带基极型和不带基极型）、可控硅型光耦（又分单向可控和双向可控）。如图13-1（b）

所示光耦的工作过程是：有电流通过内部发光管，发光管发光，所对应的内部三极管导通，无电流通过内

部发光管，发光管不发光，所对应的内部三极管不导通（断开）。一般接法是内部发光管阳极接高电平（电

源正极），与单片机同电源。阴极接单片机的某一输出口线，内部三极管对外的两端接外部设备，这就将

单片机和外部设备在电气上分隔开。当用软件控制单片机的该输出口线低电平时，内部发光管发光，所对

应的内部三极管导通，外部设备就工作（设定低电平工作），用软件控制单片机的该输出口线高电平时，

内部发光管就不发光，所对应的内部三极管不导通，外部设备就停止（设定高电平停止）。

⑶、指示灯

相当一个二极管，加正向电压发光，反之不发光，一般接法是阳极接高电平，电源正极，阴极接单片

机的某一输出口线，当该输出口线为低时，指示灯亮，该输出口线为高时，指示灯不亮。这样我们只要编

程控制单片机的该输出口线，就可控制指示灯亮或灭。

2.单台电机控制电路原理图设计

在最小系统基础上，设置2个按键，如图13-2所示，一个作为电机启动按键，一个作为停止键。用

上拉电阻和按键组成控制电路，按键断开时将端口置为高电平，按键闭合(按下)时将端口置为低电平，这

种方式为低电平有效，CPU查询到按键低电平时开始控制动作。光耦O1用来隔离CPU与继电器控制回路。

光耦输入部分由电源；电阻R7；光耦内部发光二极管；CPUP1输入输出口的P1.0口线，组成光耦触发输

入回路。当