专利摘要

一种基于单片机的三相无刷直流电机控制系统，设设置有控制模块、电压变换模块和驱动模块，控制模块分别与电压变换模块和驱动模块连接。本实用新型的基于单片机的三相无刷直流电机控制系统具有连续转动和运行效率高优点。同时该基于单片机的三相无刷直流电机控制系统仅 具有3个电路且这些电路的使用至电子元器较少，因此具有电路简单和成本较低优点。

权利要求

1.一种基于单片机的三相无刷直流电机控制系统，其特征在于：设置有控制模块、电压变换模块和驱动模块，控制模块分别与电压变换模块和驱动模块连接；

所述控制模块设置有的芯片U1、芯片U2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、可变电阻R17、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、发光二极管D1、接口P1、接口J1、接口J2、按键开关S1、按键开关S2和按键开关S3，

芯片U1的1脚串连电阻R1与电源输入端VCC连接，芯片U1的1脚还串连按键开关S1接地，芯片U1的2脚与芯片U2的41脚连接，芯片U1的3脚串连电阻R2与电源输入端VCC连接，芯片U1的3脚还串连按键开关S2接地，芯片U1的4脚与芯片U2的46脚连接，芯片U1的5脚串连电阻R3与电源输入端VCC连接，芯片U1的5脚还串连按键开关S3接地，芯片U1的6脚与芯片U2的5脚连接，芯片U1的7脚接地，芯片U1的8脚与芯片U2的45脚连接，芯片U1的9脚串连电容C2接地，芯片U1的9脚还串连电阻R4与电源输入端VCC连接，芯片U1的9脚还串连电阻R9与接口J1的4脚连接，芯片U1的10脚与芯片U2的43脚连接，芯片U1的11脚串连电容C3接地，芯片U1的11脚还串连电阻R5与电源输入端VCC连接，芯片U1的11脚还串连电阻R8与接口J1的3脚连接，芯片U1的12脚与芯片U2的42脚连接，芯片U1的13脚串连电容C4接地，芯片U1的13还串连电阻R6与电源输入端VCC连接，芯片U1的13脚还串连电阻R7与接口J1的2脚连接，芯片U1的14脚串连接电容C1接地，芯片U1的14脚还与电源输入端VCC连接，接口J1的1脚与5V电源连接，

芯片U2的1脚与电源输入端VCC连接，芯片U2的2脚、3脚、18脚、19脚、25脚、……、33脚、39脚、40脚分别与驱动电路连接，芯片U2的4脚与电压变换电路连接，芯片U2的6脚与发光二极管D1的负极连接，发光二极管D1的正极串连接电阻R10与电源输入端VCC连接，芯片U2的7脚串连电阻R11与电源输入端VCC连接，芯片U2的7脚还串连电容C5接地,芯片U2的8脚与模拟地端AGND连接，芯片U2的9脚与参考电压连接，芯片U2的10脚串连接电容C8接地，芯片U2的10脚还串连电阻R15与电源输入端VCC连接，芯片U2的10脚还与可变电阻R17的调节端连接，可变电阻R17的一个固定端还与芯片U2的10脚连接，可变电阻R17的另一个固定端接地，芯片U2的15脚与接口J2的3脚连接，芯片U2的16脚与接口J2的5脚连接，芯片U2的17脚与接口J2的4脚连接，芯片U2的20脚与接口J2的6脚连接，芯片U2的22脚与接口J2的7脚连接，芯片U2的23脚接地，芯片U2的24脚与电源输入端VCC连接，芯片U2的34脚与接口P1的2脚连接，芯片U2的35脚接地，芯片U2的36脚与电源输入端VCC连接，芯片U2的37脚与接口P1的1脚连接，芯片U2的38脚与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端串连电容C6接地，电阻R13的另一端还与电阻R14的一端连接，电阻R14的另一端串连电容C7接地，电阻R14的另一端还与驱动电路连接，芯片U2的44脚串连电阻R12接地，芯片U2的47脚接地，芯片U2的48脚与电源输入端VCC连接，接口J2的1脚接地，接口J2的2脚串连电容C14接地，接口J2的2脚还与电源输入端VCC连接，接口P1的3脚接地。

2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的三相无刷直流电机控制系统，其特征在于：所述电压变换模块设置有芯片U3A、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、耦合电容C14、电容C15、电容C16、稳压二极管D2和电感L1，

芯片U3A的1脚串连电阻R22接地，芯片U3A的2脚串连电容C10接地，芯片U3A的2脚还与电容C11的一端连接，电容C11的另一端串连电阻R21接地，芯片U3A的3脚串连电阻R30与电源输入端VCC连接，芯片U3A的3脚还串连电阻R23接地，芯片U3A的4脚与芯片U2的4脚连接，芯片U3A的57脚接地，芯片U3A的49脚串连电阻R24接地，芯片U3A的50脚串连电感L1与5V电源连接，芯片U3A的50脚还与稳压二极管D2的负极连接，稳压二极管D2的正极接地，芯片U3A的51脚与50脚连接，芯片U3A的52脚串连电容C13与芯片U3A的50脚连接，芯片U3A的53脚与54脚连接，芯片U3A的54脚串连电容C15接地，芯片U3A的54脚还串连电容C16接地，芯片U3A的54脚还与功率电源PVDD连接，芯片U3A的56脚串连电容C12接地，耦合电容C14的正极与5V电源连接，耦合电容C14的负极接地。

3.根据权利要求2所述的一种基于单片机的三相无刷直流电机控制系统，其特征在于：所述驱动电路设置有芯片U3B、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电容C20、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、电容C26、电容C27、电容C28、电容C29、电容C30、电容C31、电容C32、电容C33、MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5和MOS管Q6，

芯片U3B的5脚与芯片U2的3脚连接，芯片U3B的5脚还串连电阻R31与电源输入端VCC连接，芯片U3B的6脚与芯片U2的2脚连接，芯片U3B的5脚还串连电阻R30与电源输入端VCC连接，片U3B的7脚还串连电阻R32接地，芯片U3B的8脚与芯片U2的40脚连接，芯片U3B的9脚与芯片U2的39脚连接，芯片U3B的10脚与芯片U2的33脚连接，芯片U3B的11脚与电阻R14的另一端连接，芯片U3B的12脚与芯片U2的32脚连接，芯片U3B的13脚串连电容C20接地，芯片U3B的14脚串连电容C21与15脚连接，芯片U3B的16脚与芯片U2的25脚连接，芯片U3B的17脚与芯片U2的31脚连接，芯片U3B的18脚与芯片U2的28脚连接，芯片U3B的19脚与芯片U2的30脚连接，芯片U3B的20脚与芯片U2的27脚连接，芯片U3B的21脚与芯片U2的29脚连接，芯片U3B的22脚与芯片U2的26脚连接，芯片U3B的23脚串连电容C22接地，芯片U3B的23脚还与数字电源端DVDD连接，芯片U3B的24脚串连电容C23接地，芯片U3B的24脚还与参考电压AVDD连接，芯片U3B的25脚串连电阻R33与芯片U2的19脚连接，芯片U2的19脚还串连电容C24接地，芯片U3B的26脚串连电阻R34与芯片U2的18脚连接，芯片U2的18脚还串连电容C25接地，芯片U2的27脚串连电容C26接地，芯片U2的28脚接地，芯片U2的29脚串连电容C27接地，芯片U2的29脚还串连电容C28接地，芯片U2的29脚还与功率电源PVDD连接，

芯片U3B的47脚串连电阻R35与MOS管Q1的1脚连接，芯片U3B的45脚串连电阻R36与MOS管Q4的1脚连接，芯片U3B的42脚串连电阻R37与MOS管Q2的1脚连接，芯片U3B的40脚串连电阻R38与MOS管Q5的1脚连接，芯片U3B的37脚串连电阻R39与MOS管Q3的1脚连接，芯片U3B的35脚串连电阻R40与MOS管Q6的1脚连接，

MOS管Q1的2脚与功率电源PVDD连接，MOS管Q1的3脚和MOS管Q4的2脚分别与芯片U3B的46脚连接，MOS管Q4的3脚分别与芯片U3B的32脚和44脚连接，MOS管Q4的3脚还串连电阻R41接地，MOS管Q4的3脚还串连电容C32接地，芯片U3B的33脚接地，MOS管Q2的2脚与功率电源PVDD连接，MOS管Q2的3脚和MOS管Q5的2脚分别与芯片U3B的41脚连接，MOS管Q5的3脚分别与芯片U3B的30脚和39脚连接，MOS管Q5的3脚还串连电阻R42接地，MOS管Q5的3脚还串连电容C33接地，芯片U3B的30脚接地，MOS管Q3的2脚与功率电源PVDD连接，MOS管Q3的3脚和MOS管Q6的2脚分别与芯片U3B的36脚连接，MOS管Q6的3脚分别与芯片U3B的34脚连接，MOS管Q6的3脚接地。

4.根据权利要求3所述的一种基于单片机的三相无刷直流电机控制系统，其特征在于：所述芯片U3A的型号为DRV8302的集成式降压型DC-DC变换器，芯片U3B的型号为DRV8302的半桥驱动器，芯片U2为型号为STM32F103C8T6的单片机，芯片U1为施密特触发反向器。

5.根据权利要求4所述的一种基于单片机的三相无刷直流电机控制系统，其特征在于：所述电阻R35、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R30、电阻R31、可变电阻R17、电阻R12、电阻R11、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6的电阻值都为10千欧，电阻R33、电阻R34、电阻R7、电阻R8和电阻R9的电阻值都为56欧，电阻R10的电阻值为1千欧，电阻R13的电阻值为43千欧，电阻R14的电阻值为430千欧，电阻R15的电阻值为3.3千欧，电阻R20的电阻值为53.2千欧±1％，电阻R21的电阻值为16.2千欧，电阻R22的电阻值为205千欧，电阻R23的电阻值为10千欧±1％，电阻R24的电阻值为1兆欧，电阻R32的电阻值为0欧，电阻R41和电阻R42的电阻值为0.01欧±1％，电容C20的电容值为2.2微法/25伏，电容C21的电容值为0.022微法/50伏，电容C22和电容C23的电容值为1微法/16伏，电容C26的电容值为1微法/20伏，电容C29、电容C30、电容C31和电容C27的电容值为0.1微法/25伏，电容C28的电容值为10微法/50伏，电容C32和电容C33的电容值为1000皮法/6.3伏，电容C1、电容C5和电容C8的电容值为0.1微法/6.3伏，电容C7的电容值为2200pF，电容C24、电容C25、电容C12、电容C2、电容C3、电容C4和电容C6的电容值为0.022微法/6.3伏，电容C10的电容值为120皮法/6.3伏，电容C11的电容值为6800皮法/6.3伏，电容C15和电容C13的电容值为0.1微法/50伏，耦合电容C14的电容值为47微法/10伏，电容C16的电容值为10微法/50伏，发光二极管D1为绿色LED灯，接口P1为调节接口，接口J1为霍尔传感器接口J2，稳压二极管D2的型号为ZMM5V1，电感L1的型号为2.2微亨/2安，MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5和MOS管Q6的型号为TDM3478。

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机控制电路领域，特别涉及一种基于单片机的三相无刷直流电机控制系统。

背景技术

电机作为当今世界最为主要的能量转换装置之一，在家用电器、交通运输、医疗设备和工农业生产中，随处可见其身影。人们主要利用其实现电力拖动、自动化生产以及精确控制等操作。自然，人们也设计出了多种具有不同特点的电机以满足不用应用场合的需求。

现有的技术的直流电机采用电刷的机械换向方式，直流电机具有寿命短、噪声大、维修困难和易产生换向火花等缺点。

因此，针对现有技术不足，提供一种基于单片机的三相无刷直流电机控制系统以克服现有技术不足甚为必要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种基于单片机的三相无刷直流电机控制系统，该基于单片机的三相无刷直流电机控制系统具有连续转动和运行效率高优点。

本实用新型的上述目的通过如下技术手段实现。

提供一种基于单片机的三相无刷直流电机控制系统，设置有控制模块、电压变换模块和驱动模块，控制模块分别与电压变换模块和驱动模块连接。

所述控制模块设置有的芯片U1、芯片U2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、可变电阻R17、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、发光二极管D1、接口P1、接口J1、接口J2、按键开关S1、按键开关S2和按键开关S3。

芯片U1的1脚串连电阻R1与电源输入端VCC连接，芯片U1的1脚还串连按键开关S1接地，芯片U1的2脚与芯片U2的41脚连接，芯片U1的3脚串连电阻R2与电源输入端VCC连接，芯片U1的3脚还串连按键开关S2接地，芯片U1的4脚与芯片U2的46脚连接，芯片U1的5脚串连电阻R3与电源输入端VCC连接，芯片U1的5脚还串连按键开关S3接地，芯片U1的6脚与芯片U2的5脚连接，芯片U1的7脚接地，芯片U1的8脚与芯片U2的45脚连接，芯片U1的9脚串连电容C2接地，芯片U1的9脚还串连电阻R4与电源输入端VCC连接，芯片U1的9脚还串连电阻R9与接口J1的4脚连接，芯片U1的10脚与芯片U2的43脚连接，芯片U1的11脚串连电容C3接地，芯片U1的11脚还串连电阻R5与电源输入端VCC连接，芯片U1的11脚还串连电阻R8与接口J1的3脚连接，芯片U1的12脚与芯片U2的42脚连接，芯片U1的13脚串连电容C4接地，芯片U1的13还串连电阻R6与电源输入端VCC连接，芯片U1的13脚还串连电阻R7与接口J1的2脚连接，芯片U1的14脚串连接电容C1接地，芯片U1的14脚还与电源输入端VCC连接，接口J1的1脚与5V电源连接。

芯片U2的1脚与电源输入端VCC连接，芯片U2的2脚、3脚、18脚、19脚、25脚、……、33脚、39脚、40脚分别与驱动电路连接，芯片U2的4脚与电压变换电路连接，芯片U2的6脚与发光二极管D1的负极连接，发光二极管D1的正极串连接电阻R10与电源输入端VCC连接，芯片U2的7脚串连电阻R11与电源输入端VCC连接，芯片U2的7脚还串连电容C5接地,芯片U2的8脚与模拟地端AGND连接，芯片U2的9脚与参考电压连接，芯片U2的10脚串连接电容C8接地，芯片U2的10脚还串连电阻R15与电源输入端VCC连接，芯片U2的10脚还与可变电阻R17的调节端连接，可变电阻R17的一个固定端还与芯片U2的10脚连接，可变电阻R17的另一个固定端接地，芯片U2的15脚与接口J2的3脚连接，芯片U2的16脚与接口J2的5脚连接，芯片U2的17脚与接口J2的4脚连接，芯片U2的20脚与接口J2的6脚连接，芯片U2的22脚与接口J2的7脚连接，芯片U2的23脚接地，芯片U2的24脚与电源输入端VCC连接，芯片U2的34脚与接口P1的2脚连接，芯片U2的35脚接地，芯片U2的36脚与电源输入端VCC连接，芯片U2的37脚与接口P1的1脚连接，芯片U2的38脚与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端串连电容C6接地，电阻R13的另一端还与电阻R14的一端连接，电阻R14的另一端串连电容C7接地，电阻R14的另一端还与驱动电路连接，芯片U2的44脚串连电阻R12接地，芯片U2的47脚接地，芯片U2的48脚与电源输入端VCC连接，接口J2的1脚接地，接口J2的2脚串连电容C14接地，接口J2的2脚还与电源输入端VCC连接，接口P1的3脚接地。

优选的，上述电压变换模块设置有芯片U3A、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、耦合电容C14、电容C15、电容C16、稳压二极管D2和电感L1。

芯片U3A的1脚串连电阻R22接地，芯片U3A的2脚串连电容C10接地，芯片U3A的2脚还与电容C11的一端连接，电容C11的另一端串连电阻R21接地，芯片U3A的3脚串连电阻R30与电源输入端VCC连接，芯片U3A的3脚还串连电阻R23接地，芯片U3A的4脚与芯片U2的4脚连接，芯片U3A的57脚接地，芯片U3A的49脚串连电阻R24接地，芯片U3A的50脚串连电感L1与5V电源连接，芯片U3A的50脚还与稳压二极管D2的负极连接，稳压二极管D2的正极接地，芯片U3A的51脚与50脚连接，芯片U3A的52脚串连电容C13与芯片U3A的50脚连接，芯片U3A的53脚与54脚连接，芯片U3A的54脚串连电容C15接地，芯片U3A的54脚还串连电容C16接地，芯片U3A的54脚还与功率电源PVDD连接，芯片U3A的56脚串连电容C12接地，耦合电容C14的正极与5V电源连接，耦合电容C14的负极接地。

优选的，上述驱动电路设置有芯片U3B、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电容C20、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、电容C26、电容C27、电容C28、电容C29、电容C30、电容C31、电容C32、电容C33、MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5和MOS管Q6。

芯片U3B的5脚与芯片U2的3脚连接，芯片U3B的5脚还串连电阻R31与电源输入端VCC连接，芯片U3B的6脚与芯片U2的2脚连接，芯片U3B的5脚还串连电阻R30与电源输入端VCC连接，片U3B的7脚还串连电阻R32接地，芯片U3B的8脚与芯片U2的40脚连接，芯片U3B的9脚与芯片U2的39脚连接，芯片U3B的10脚与芯片U2的33脚连接，芯片U3B的11脚与电阻R14的另一端连接，芯片U3B的12脚与芯片U2的32脚连接，芯片U3B的13脚串连电容C20接地，芯片U3B的14脚串连电容C21与15脚连接，芯片U3B的16脚与芯片U2的25脚连接，芯片U3B的17脚与芯片U2的31脚连接，芯片U3B的18脚与芯片U2的28脚连接，芯片U3B的19脚与芯片U2的30脚连接，芯片U3B的20脚与芯片U2的27脚连接，芯片U3B的21脚与芯片U2的29脚连接，芯片U3B的22脚与芯片U2的26脚连接，芯片U3B的23脚串连电容C22接地，芯片U3B的23脚还与数字电源端DVDD连接，芯片U3B的24脚串连电容C23接地，芯片U3B的24脚还与参考电压AVDD连接，芯片U3B的25脚串连电阻R33与芯片U2的19脚连接，芯片U2的19脚还串连电容C24接地，芯片U3B的26脚串连电阻R34与芯片U2的18脚连接，芯片U2的18脚还串连电容C25接地，芯片U2的27脚串连电容C26接地，芯片U2的28脚接地，芯片U2的29脚串连电容C27接地，芯片U2的29脚还串连电容C28接地，芯片U2的29脚还与功率电源PVDD连接。

芯片U3B的47脚串连电阻R35与MOS管Q1的1脚连接，芯片U3B的45脚串连电阻R36与MOS管Q4的1脚连接，芯片U3B的42脚串连电阻R37与MOS管Q2的1脚连接，芯片U3B的40脚串连电阻R38与MOS管Q5的1脚连接，芯片U3B的37脚串连电阻R39与MOS管Q3的1脚连接，芯片U3B的35脚串连电阻R40与MOS管Q6的1脚连接。

MOS管Q1的2脚与功率电源PVDD连接，MOS管Q1的3脚和MOS管Q4的2脚分别与芯片U3B的46脚连接，MOS管Q4的3脚分别与芯片U3B的32脚和44脚连接，MOS管Q4的3脚还串连电阻R41接地，MOS管Q4的3脚还串连电容C32接地，芯片U3B的33脚接地，MOS管Q2的2脚与功率电源PVDD连接，MOS管Q2的3脚和MOS管Q5的2脚分别与芯片U3B的41脚连接，MOS管Q5的3脚分别与芯片U3B的30脚和39脚连接，MOS管Q5的3脚还串连电阻R42接地，MOS管Q5的3脚还串连电容C33接地，芯片U3B的30脚接地，MOS管Q3的2脚与功率电源PVDD连接，MOS管Q3的3脚和MOS管Q6的2脚分别与芯片U3B的36脚连接，MOS管Q6的3脚分别与芯片U3B的34脚连接，MOS管Q6的3脚接地。

优选的，上述芯片U3A的型号为DRV8302的集成式降压型DC-DC变换器，芯片U3B的型号为DRV8302的半桥驱动器，芯片U2为型号为STM32F103C8T6的单片机，芯片U1为施密特触发反向器。

优选的，上述电阻R35、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R30、电阻R31、可变电阻R17、电阻R12、电阻R11、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6的电阻值都为10千欧，电阻R33、电阻R34、电阻R7、电阻R8和电阻R9的电阻值都为56欧，电阻R10的电阻值为1千欧，电阻R13的电阻值为43千欧，电阻R14的电阻值为430千欧，电阻R15的电阻值为3.3千欧，电阻R20的电阻值为53.2千欧±1％，电阻R21的电阻值为16.2千欧，电阻R22的电阻值为205千欧，电阻R23的电阻值为10千欧±1％，电阻R24的电阻值为1兆欧，电阻R32的电阻值为0欧，电阻R41和电阻R42的电阻值为0.01欧±1％，电容C20的电容值为2.2微法/25伏，电容C21的电容值为0.022微法/50伏，电容C22和电容C23的电容值为1微法/16伏，电容C26的电容值为1微法/20伏，电容C29、电容C30、电容C31和电容C27的电容值为0.1微法/25伏，电容C28的电容值为10微法/50伏，电容C32和电容C33的电容值为1000皮法/6.3伏，电容C1、电容C5和电容C8的电容值为0.1微法/6.3伏，电容C7的电容值为2200pF，电容C24、电容C25、电容C12、电容C2、电容C3、电容C4和电容C6的电容值为0.022微法/6.3伏，电容C10的电容值为120皮法/6.3伏，电容C11的电容值为6800皮法/6.3伏，电容C15和电容C13的电容值为0.1微法/50伏，耦合电容C14的电容值为47微法/10伏，电容C16的电容值为10微法/50伏，发光二极管D1为绿色LED灯，接口P1为调节接口，接口J1为霍尔传感器接口J2，稳压二极管D2的型号为ZMM5V1，电感L1的型号为2.2微亨/2安，MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5和MOS管Q6的型号为TDM3478。

本实用新型的一种基于单片机的三相无刷直流电机控制系统，设设置有控制模块、电压变换模块和驱动模块，控制模块分别与电压变换模块和驱动模块连接。本实用新型的基于单片机的三相无刷直流电机控制系统具有连续转动和运行效率高优点。同时该基于单片机的三相无刷直流电机控制系统仅具有3个电路且这些电路的使用至电子元器较少，因此具有电路简单和成本较低优点。

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。

图1为控制模块的一部分示意图。

图2为控制模块的另一部分示意图。

图3为驱动模块的一部分示意图。

图4为驱动模块的另一部分示意图。

图5为电压变换模块的示意图。

具体实施方式

结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例1。

一种基于单片机的三相无刷直流电机控制系统，如图1-5所示，设置有控制模块、电压变换模块和驱动模块，控制模块分别与电压变换模块和驱动模块连接。

控制模块设置有的芯片U1、芯片U2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、可变电阻R17、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、发光二极管D1、接口P1、接口J1、接口J2、按键开关S1、按键开关S2和按键开关S3。

芯片U1的1脚串连电阻R1与电源输入端VCC连接，芯片U1的1脚还串连按键开关S1接地，芯片U1的2脚与芯片U2的41脚连接，芯片U1的3脚串连电阻R2与电源输入端VCC连接，芯片U1的3脚还串连按键开关S2接地，芯片U1的4脚与芯片U2的46脚连接，芯片U1的5脚串连电阻R3与电源输入端VCC连接，芯片U1的5脚还串连按键开关S3接地，芯片U1的6脚与芯片U2的5脚连接，芯片U1的7脚接地，芯片U1的8脚与芯片U2的45脚连接，芯片U1的9脚串连电容C2接地，芯片U1的9脚还串连电阻R4与电源输入端VCC连接，芯片U1的9脚还串连电阻R9与接口J1的4脚连接，芯片U1的10脚与芯片U2的43脚连接，芯片U1的11脚串连电容C3接地，芯片U1的11脚还串连电阻R5与电源输入端VCC连接，芯片U1的11脚还串连电阻R8与接口J1的3脚连接，芯片U1的12脚与芯片U2的42脚连接，芯片U1的13脚串连电容C4接地，芯片U1的13还串连电阻R6与电源输入端VCC连接，芯片U1的13脚还串连电阻R7与接口J1的2脚连接，芯片U1的14脚串连接电容C1接地，芯片U1的14脚还与电源输入端VCC连接，接口J1的1脚与5V电源连接。

芯片U2的1脚与电源输入端VCC连接，芯片U2的2脚、3脚、18脚、19脚、25脚、……、33脚、39脚、40脚分别与驱动电路连接，芯片U2的4脚与电压变换电路连接，芯片U2的6脚与发光二极管D1的负极连接，发光二极管D1的正极串连接电阻R10与电源输入端VCC连接，芯片U2的7脚串连电阻R11与电源输入端VCC连接，芯片U2的7脚还串连电容C5接地,芯片U2的8脚与模拟地端AGND连接，芯片U2的9脚与参考电压连接，芯片U2的10脚串连接电容C8接地，芯片U2的10脚还串连电阻R15与电源输入端VCC连接，芯片U2的10脚还与可变电阻R17的调节端连接，可变电阻R17的一个固定端还与芯片U2的10脚连接，可变电阻R17的另一个固定端接地，芯片U2的15脚与接口J2的3脚连接，芯片U2的16脚与接口J2的5脚连接，芯片U2的17脚与接口J2的4脚连接，芯片U2的20脚与接口J2的6脚连接，芯片U2的22脚与接口J2的7脚连接，芯片U2的23脚接地，芯片U2的24脚与电源输入端VCC连接，芯片U2的34脚与接口P1的2脚连接，芯片U2的35脚接地，芯片U2的36脚与电源输入端VCC连接，芯片U2的37脚与接口P1的1脚连接，芯片U2的38脚与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端串连电容C6接地，电阻R13的另一端还与电阻R14的一端连接，电阻R14的另一端串连电容C7接地，电阻R14的另一端还与驱动电路连接，芯片U2的44脚串连电阻R12接地，芯片U2的47脚接地，芯片U2的48脚与电源输入端VCC连接，接口J2的1脚接地，接口J2的2脚串连电容C14接地，接口J2的2脚还与电源输入端VCC连接，接口P1的3脚接地。

电压变换模块设置有芯片U3A、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、耦合电容C14、电容C15、电容C16、稳压二极管D2和电感L1。

芯片U3A的1脚串连电阻R22接地，芯片U3A的2脚串连电容C10接地，芯片U3A的2脚还与电容C11的一端连接，电容C11的另一端串连电阻R21接地，芯片U3A的3脚串连电阻R30与电源输入端VCC连接，芯片U3A的3脚还串连电阻R23接地，芯片U3A的4脚与芯片U2的4脚连接，芯片U3A的57脚接地，芯片U3A的49脚串连电阻R24接地，芯片U3A的50脚串连电感L1与5V电源连接，芯片U3A的50脚还与稳压二极管D2的负极连接，稳压二极管D2的正极接地，芯片U3A的51脚与50脚连接，芯片U3A的52脚串连电容C13与芯片U3A的50脚连接，芯片U3A的53脚与54脚连接，芯片U3A的54脚串连电容C15接地，芯片U3A的54脚还串连电容C16接地，芯片U3A的54脚还与功率电源PVDD连接，芯片U3A的56脚串连电容C12接地，耦合电容C14的正极与5V电源连接，耦合电容C14的负极接地。

驱动电路设置有芯片U3B、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电容C20、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、电容C26、电容C27、电容C28、电容C29、电容C30、电容C31、电容C32、电容C33、MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5和MOS管Q6。

芯片U3B的5脚与芯片U2的3脚连接，芯片U3B的5脚还串连电阻R31与电源输入端VCC连接，芯片U3B的6脚与芯片U2的2脚连接，芯片U3B的5脚还串连电阻R30与电源输入端VCC连接，片U3B的7脚还串连电阻R32接地，芯片U3B的8脚与芯片U2的40脚连接，芯片U3B的9脚与芯片U2的39脚连接，芯片U3B的10脚与芯片U2的33脚连接，芯片U3B的11脚与电阻R14的另一端连接，芯片U3B的12脚与芯片U2的32脚连接，芯片U3B的13脚串连电容C20接地，芯片U3B的14脚串连电容C21与15脚连接，芯片U3B的16脚与芯片U2的25脚连接，芯片U3B的17脚与芯片U2的31脚连接，芯片U3B的18脚与芯片U2的28脚连接，芯片U3B的19脚与芯片U2的30脚连接，芯片U3B的20脚与芯片U2的27脚连接，芯片U3B的21脚与芯片U2的29脚连接，芯片U3B的22脚与芯片U2的26脚连接，芯片U3B的23脚串连电容C22接地，芯片U3B的23脚还与数字电源端DVDD连接，芯片U3B的24脚串连电容C23接地，芯片U3B的24脚还与参考电压AVDD连接，芯片U3B的25脚串连电阻R33与芯片U2的19脚连接，芯片U2的19脚还串连电容C24接地，芯片U3B的26脚串连电阻R34与芯片U2的18脚连接，芯片U2的18脚还串连电容C25接地，芯片U2的27脚串连电容C26接地，芯片U2的28脚接地，芯片U2的29脚串连电容C27接地，芯片U2的29脚还串连电容C28接地，芯片U2的29脚还与功率电源PVDD连接。

芯片U3B的47脚串连电阻R35与MOS管Q1的1脚连接，芯片U3B的45脚串连电阻R36与MOS管Q4的1脚连接，芯片U3B的42脚串连电阻R37与MOS管Q2的1脚连接，芯片U3B的40脚串连电阻R38与MOS管Q5的1脚连接，芯片U3B的37脚串连电阻R39与MOS管Q3的1脚连接，芯片U3B的35脚串连电阻R40与MOS管Q6的1脚连接。

MOS管Q1的2脚与功率电源PVDD连接，MOS管Q1的3脚和MOS管Q4的2脚分别与芯片U3B的46脚连接，MOS管Q4的3脚分别与芯片U3B的32脚和44脚连接，MOS管Q4的3脚还串连电阻R41接地，MOS管Q4的3脚还串连电容C32接地，芯片U3B的33脚接地，MOS管Q2的2脚与功率电源PVDD连接，MOS管Q2的3脚和MOS管Q5的2脚分别与芯片U3B的41脚连接，MOS管Q5的3脚分别与芯片U3B的30脚和39脚连接，MOS管Q5的3脚还串连电阻R42接地，MOS管Q5的3脚还串连电容C33接地，芯片U3B的30脚接地，MOS管Q3的2脚与功率电源PVDD连接，MOS管Q3的3脚和MOS管Q6的2脚分别与芯片U3B的36脚连接，MOS管Q6的3脚分别与芯片U3B的34脚连接，MOS管Q6的3脚接地。

本实用新型的芯片U3A的型号为DRV8302的集成式降压型DC-DC变换器，芯片U3B的型号为DRV8302的半桥驱动器，芯片U2为型号为STM32F103C8T6的单片机，芯片U1为施密特触发反向器。

在控制模块中，主要完成人机交互、霍尔信号获取和六步换相PWM输出功能，具体分析如下：

(1)芯片U2为单片机，型号为STM32F103C8T6，是意法半导体公司基于Cortex-M3架构设计生产的一款中等容量单片机，具有20KB的SRAM和64KB的FLASH以及USB、CAN、SPI、IIC、ADC、定时器、串口等非常丰富的外设资源，因此可轻松实现人机交互、霍尔信号获取和六步换相PWM输出功能。

(2)电阻R11和电容C5组成阻容复位电路，使单片机上电自动复位，电阻R16’和电阻R18’用于数模隔离，电容C9’至电容C13’用于对芯片U2电源进行滤波。由于该单片机内有高精度的RC时钟电路，因此可不用外接晶振。可变电阻R17是电位器与电阻R15组成分压电路，输出的电压信号经电容C8滤波后传到芯片U2的ADC通道0进行模数转化，从而转化为电机调速信号。

(3)电阻R13、电阻R14、电容C6和电容C7组成阻容二阶滤波电路，可利用PWM技术输出可调的电压信号，用于设定驱动电路中MOSFET的过流阈值。电阻R7至电阻R9以及和电容C2至电容C4用于霍尔信号滤波，由于霍尔传感器是集电极开路输出的，因此需要外接上拉电阻R4至电阻R6。

(4)芯片U1为施密特触发反向器，对霍尔信号和按键电路进行整形，电容C1用于芯片U1电源滤波。

(5)接口J2为OLED显示模块接口，通过SPI接口与芯片U2进行通讯，电容C14用于模块电源滤波。

由于本实用新型所用无刷直流电机是24V供电的，故采用24V的直流电源对本实用新型。控制模块和外部霍尔传感器分别需要3.3V和5V的供电电压。因此需将电压变换电路将24V转化为5V和3.3V。本实用新型用DC-DC的方式将24V直流电转换为5V供给外部霍尔传感器，再通过线性稳压把5V降到3.3V，供控制模块使用。

在驱动电路中，芯片U3B为DRV8302的半桥驱动器和分流放大器部分，三个半桥驱动器用于驱动六个N沟道的MOS管，分流放大器用于绕组电流检测。具体分析如下：

(1)芯片U2可分别通过EN_GATE、M_PWM、M_OC、GAIN、DC_CAL引脚实现使能或禁止半桥驱动和分流放大器、设置PWM输入模式、设置过流保护模式、设置放大器增益、放大器零点校准等功能。

(2)芯片U3B的nOCTW和nFAULT引脚分别用于警告和错误指示。当检测到过热、过流、欠压或者过压等现象时，芯片U3采取相应保护措施并通过这两个引脚向芯片U2报告。由于这两个引脚是开漏输出的，因此需要分别外接上拉电阻R31和电阻R30。

(3)芯片U3B的DTC为PWM输出的死区时间设置引脚，通过外接一个电阻值为0欧至150千欧的电阻R32到地，可实现50ns～500ns的死区时间设置。

(4)芯片U3B的OC_ADJ为过流保护阈值设置引脚，通过比较该引脚所加电压与六个MOS管之间的压降，可判断是否发生过流现象。为提高系统的通用性，本实用新型采用PWM技术调节OC_ADJ引脚上的电压。

(5)电阻R41和电阻R32为采样电阻，用于采集绕组电流信号。电容C19和C20对放大器的输入信号进行滤波，电阻R33、电阻R34、电容C24和电容C25则对放大器的输出进行滤波。

(6)电阻R35至电阻R40串联在芯片U3B的PWM输出端与MOS管的栅极之间，可防止MOS管之间产生振荡，提高系统稳定性。

(7)MOS管Q1至MOS管Q6为六个N沟道的MOSFET，型号为TDM3478。该器件的最大漏源电压为30V，可承受高达54A的连续漏极电流。此外，该MOSFET还具有着开关速度快，导通电阻小，价格便宜等诸多优点。

在电压变换模块中，芯片U3A的型号为DRV8302，DRV8302为美国德州仪器公司针对三相无刷直流电机应用设计生产的一款三相栅极驱动器，其内部集成了一个降压型的DC-DC变换器、两个分流放大器和三个半桥驱动器。该芯片还具有非常完善的保护系统，能对过热、过流、过压或者欠压等现象做出迅速反应，防止烧毁功率器件和电机设备。

本实用新型的工作原理如下：通过外部电源为该基于单片机的三相无刷直流电机控制系统提供电源，同时与外部无刷直流电机和霍尔传感器连接，电压变换电路将24V的直流电压通过DC-DC的方式转化为5V，再将5V电压通过LDO的方式转化为3.3V，以满足霍尔传感器和基于单片机的三相无刷直流电机控制系统的供电要求。控制模块主要完成人机交互、霍尔信号获取和六步换相PWM输出功能。驱动模块由芯片U3A和六个MOSFET组成的三相逆变电路组成，根据控制电路的输出将直流电压逆变成三相电压并驱动无刷直流电机。

经多次仿真实验验证，本实用新型的基于单片机的三相无刷直流电机控制系统与现有技术的三相无刷直流电机控制系统相比，控制精确定较高。且本实用新型仅设置有3个模块且每个模块的电子元器件总数较少，因此在焊接时本实用新型的基于单片机的三相无刷直流电机控制系统花费的时间较少，所以本实用新型的基于单片机的三相无刷直流电机控制系统还具有电路连接简单成本较低的优点。

一种基于单片机的三相无刷直流电机控制系统，设设置有控制模块、电压变换模块和驱动模块，控制模块分别与电压变换模块和驱动模块连接。本实用新型的基于单片机的三相无刷直流电机控制系统具有连续转动和运行效率高优点。同时该基于单片机的三相无刷直流电机控制系统仅具有3个电路且这些电路的使用至电子元器较少，因此具有电路简单和成本较低优点。

实施例2。

一种基于单片机的三相无刷直流电机控制系统，其他特征与实施例1相同，不同之处在于：电阻R35、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R30、电阻R31、可变电阻R17、电阻R12、电阻R11、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6的电阻值都为10千欧，电阻R33、电阻R34、电阻R7、电阻R8和电阻R9的电阻值都为56欧，电阻R10的电阻值为1千欧，电阻R13的电阻值为43千欧，电阻R14的电阻值为430千欧，电阻R15的电阻值为3.3千欧，电阻R20的电阻值为53.2千欧±1％，电阻R21的电阻值为16.2千欧，电阻R22的电阻值为205千欧，电阻R23的电阻值为10千欧±1％，电阻R24的电阻值为1兆欧，电阻R32的电阻值为0欧，电阻R41和电阻R42的电阻值为0.01欧±1％，电容C20的电容值为2.2微法/25伏，电容C21的电容值为0.022微法/50伏，电容C22和电容C23的电容值为1微法/16伏，电容C26的电容值为1微法/20伏，电容C29、电容C30、电容C31和电容C27的电容值为0.1微法/25伏，电容C28的电容值为10微法/50伏，电容C32和电容C33的电容值为1000皮法/6.3伏，电容C1、电容C5和电容C8的电容值为0.1微法/6.3伏，电容C7的电容值为2200pF，电容C24、电容C25、电容C12、电容C2、电容C3、电容C4和电容C6的电容值为0.022微法/6.3伏，电容C10的电容值为120皮法/6.3伏，电容C11的电容值为6800皮法/6.3伏，电容C15和电容C13的电容值为0.1微法/50伏，耦合电容C14的电容值为47微法/10伏，电容C16的电容值为10微法/50伏，发光二极管D1为绿色LED灯，接口P1为调节接口，接口J1为霍尔传感器接口J2，稳压二极管D2的型号为ZMM5V1，电感L1的型号为2.2微亨/2安，MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5和MOS管Q6的型号为TDM3478。

与实施例1相比，本实施例的电子元器件都为常见型号，具有电路简单和成本较低优点。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

一种基于单片机的三相无刷直流电机控制系统专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。