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基于单片机的直流电机控制【开箱贴】各个器件总体介绍

助工
2026-01-27 00:08:07     打赏

系列目录


1. 开箱帖,各个器件总体介绍

2. 过程帖,基于氛围编程的软硬件开发环境搭建

3. 成果帖


背景

"Let's do活动"是DigiKey联合EEPW发起的为期一年的"跟着E课堂学技术,完成任务返红包"活动,活动旨在带着电子爱好者一起学习实用的电子技术知识,一起积攒DIY经验,一起变成更好的自己 !

按照惯例,依旧报名新的一期 得捷 与 EEPW 举办的 DIY,  这次活动的目标是实现 基于 NXP MCX153 单片机评估板 完成基于 TB6612FNG 双 H 桥芯片 控制电机的常见嵌入式控制场景。

通过 DigiKey 下单活动指定的元器件,按照 EEPW 提供的技术指导完成上述活动内容并在 EEPW 论坛发表活动博客以及成果视频。

我是元旦前 20日完成的下单,中间有个圣诞节 和 元旦,最终 一月 4 日国内发货了 6 日完整收到物品。除了 元器件以外 还有发货清单 以及原产地说明。可以看到 TB6612FNG 的电机驱动评估板原产国是美国,NXP 开发板和 Traco 的 12V 直流电源都是国产再进口的。

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物件开箱

来个合照

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稳压电源

第一个拆箱的是 这 12v 稳压电源,第一感觉就是紧凑可靠。它是带有短路保护以及过压和过载保护, 可用于-30°C ~ 70°C 的工业用途电源。它的功率是 50W 输出电压范围是10.8~13.2v (±10% 可调)转换能效是 85%, 无负载情况下最大能耗是 1w。最大输出电流是4.2A,可以很好的带动两路 2A 的步进电机。

带有螺丝固定的端子,不带接入市电的电源线,需要自己接上带接地的电源线。安装很方便。

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电机驱动板

这是一个很小巧但是不便宜的电机驱动板, 用的电机驱动芯片是很常见的 东芝牌 TB6612FNG。

这个芯片支持较宽范围的电压输入,可以驱动 2.5 ~13.5v 【15v 是极限】的电机,额定驱动电流 1A 【1.2A是最大】。 控制电路电压范围是2.7~5.5v 【6v 是极限】, 切换频率是100KHZ.。内部输入引脚都是下拉, 输出由两个 H 桥控制。而 H 桥是通过 LDMOS (横向双扩散MOS) 具有很低的导通电阻。

带有两路电机控制输入输出,通过 PWM 控制电压输出占空比可以很灵巧的控制扭矩。通过两输入可以输出四种电机控制模式【正/反转/刹车/自由滚动】。

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从开发文档可以看到芯片在输出切换时序, 上有提供相应的死区时序控制,以避免臂间短路烧管, 同时可以防止反电动势影响输出稳定性。
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拿到手的控制板是由 Adafruit 设计的二次封装的小模块, 很方便通过面包板进行调试。从这个模块的文档也是按照 1.2A 来描述最大电流的,实际是否合适超过1A 要实验下来才清楚。不过这个板子有特地的提到 3V 的电机不能正常工作, 建议使用 4.5 ~ 13.5V 的电机。这个模块额外为电机电源通路提供了反冲二极管电路避免反向电动势造成对输入电源的破坏。
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制造商有提供相应的示例代码,通过 Arduino 控制 电机正反转, 也可以使用 CircuitPython 进行控制。


MCU 开发板

板子的核心是个 96Mhz 的 Context-M33 的arm 单片机, 自带 128 kb flash 以及 32K SRAM 和 18K ROM, 自带 全速USB 接口。内置内置一颗温度传感器, 一组16bit 的 ADC模块, 有三组 32bit 通用一部的 定时器/计数器 可以用于 PWM 控制。核心电压是1.71V~3.6V, 针对 电机控制专门有个 Advanced motor control 模块(包含1x FlexPWM + 1xeQDC[Quadrature decoder] + 1 AOI ) 适用于 FOC 形式电机控制。当然 无刷直流电机控制(BLDC)场景就绰绰有余了。

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开发板全称是 FRDM MCXA135, FRDM 是 NXP 推出的性价比极高的原型板,板载 基于 ARM MCU-CMSIS-DAP 协议的 MCU-Link 调试器, 可以很方便的刷新 MCU 的固件以及 基于 NXP 的 linkserver 进行类似 gdb server 的代码调试过程。

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值得注意的是这个板载的 MUC-Link 也是基于 M33 的 MCU LPC55S69, 频率是 A135 的两倍, 这样才能调试这款芯片。

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开箱小记

整个开箱过程是充满期待的和惊喜, 没想到稳压电源这么小巧紧凑,没想到驱动板能力这么强 通过它了解到 LD-MOS 工艺,没想到 FRDM MCXA135 板子有这么完善的使用文档, 还附带 入门指南 以及一根 typeC 数据线。了解清楚这些物件后,完全有信心完成这次 MCU 的任务挑战。感谢得捷和EEPW,期待平台越办越好。


参考

Let’s do 2025年第4期——DigiKey陪你渡过春夏秋冬

TB6612FNG 芯片手册

Adafruit TB6612 1.2A DC/Stepper Motor Driver Breakout Board

稳压电源规格说明书

MCXA153 系列芯片规格说明书

FRDM MCXA135 板子入门介绍

车载电机控制应用要点详解





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