电机作为整辆车动力的核心，其工作是否正常是整个智能车系统的关键。如果电机驱动这部分硬件电路处理的不好，甚至输出参数十分玄学，那么在软件层面无论使用再好的速度决策，再先进的控制算法都将收效甚微，硬件的差距始终是难以从算法上得到弥补的。

在介绍电机驱动之前，不妨先看看这个问题：我们为什么需要电机驱动？

知识补充1：主控对于智能车速度层面的控制，归根结底是对于电机的控制，电机的转速直接决定车的速度，而直流电动机转速由加在电机上的电压（电压有效值）决定，这样我们就建立起了一个电压有效值-->电动机转速-->车速的线性关系式。

知识补充1.5：电机的启动电流会非常大，可能会达到工作电流的几倍，如果是带载硬启动的话其启动电流可能会更大。像越野车使用的540电机其启动电流理论值是2A左右，但我们车实测可能会达到16A以上（堵转电流≥35A）。

知识补充2：单片机通用IO口的带载能力普遍较弱，以我们的好朋友STM32f103zet6为例，他的io的极限电流输入/输出参数只有20mA，超过这个限额的电流将会导致单片机io口的损坏，即失去输入输出能力，严重情况下甚至会导致单片机彻底损坏。

知识点补充3：现阶段智能车大赛中所有车模均采用直流永磁电动机作为车模的动力来源，主流调速方案为PWM调速。PWM调速可以理解为将驱动器输出的方波进行单周期的有效值计算（求积分）然后逐周期顺序施加在电动机上。

也可以简单地理解为：有效电压=驱动输出的高电平电压*占空比

通过这三条补充的知识点可以看到，我们如果想要通过PWM调速的方式来控制电动机运转，直接把单片机io口与电机相连肯定是不行的，我们需要一个能将单片机发出的控制信号进行放大与隔离的电路。

这也就是电机驱动电路存在的必要性。

//////////7960与H桥

part1. 啥是7960

7960是一个支持大电流输出的半桥电机驱动芯片，可以理解为是一个很耐操的单路PWM功率放大器，它有一个供电引脚（VCC:-0.3~45V；），一个功率输出引脚（接电机，输出PWM高电平为供电引脚的输入电压），一个逻辑输入引脚（兼容3.3V、5V两种逻辑电平），一个使能引脚、一个压摆率控制引脚。

这是他的引脚定义与引脚用途

让我们一个一个的来讲解每个引脚的作用

1脚：接地，驱动半桥系统的电流回路地

2脚：信号输入，单片机输出的方波信号的接收引脚

3脚：可以理解为芯片的使能（选通）引脚。

4脚、8脚：这两个引脚是内部相连的，是接电机的驱动输出引脚。

5脚：压摆率控制引脚，可以理解为驱动支持的信号频率控制。

6脚：电路故障检测与诊断引脚。

7脚：电压输入引脚，供电。

对于这个芯片的理解是比较简单的，因为它已经把所有能封装起来的东西都已经封装好了，我们只需要按照自己的要求对其加上相应的电压信号，7960就能很忠诚的按照我们的期望来驱动相应的负载。

让我们以2s锂电池驱动540电机为例来一步步实现驱动电路的设计。并且在驱动芯片已经基本上确定了的情况下，我们所需要的只是外围电路的设计。

1、如何实现信号的隔离？

在讲解实现隔离的方法之前，先说一下为何要把驱动芯片与单片机之间加以隔离。

前文说过，单片机io口所能忍受的灌、拉电流的量是很小的，但其所控制的电机驱动可是动辄以十几安培为计的功率部分，所以为了保护单片机不被功率部分的大电流所损坏，一定形式上的保护隔离措施是很有必要的。除此之外，使用隔离器件还有改变驱动电平的作用。

（其实保护的必要性应该视具体情况而定，这样子泛泛而谈其实是不太准确的，后期会出一篇专门讨论驱动保护的文章。）

能想到的隔离其实不外乎两大类，光耦隔离与逻辑隔离；光耦隔离主要是指使用专门的光耦隔离芯片，通过其内部电－>光－>电的转换来实现电路拓扑上的隔离，也就是输入信号与输出信号之间是通过光而不是电来承继的，所以也就实现了隔离的作用。

逻辑隔离是我自己编的名字~~~~不过还是挺形象的，字面意思也就是通过逻辑器件来实现隔离，这里会用到两大类器件，分别是逻辑门与运放（一般都是逻辑门）。主要思想就是通过这些门电路与运算放大器输入输出之间的高阻抗的关系来实现将输入与输出之间的隔离。

光耦分两种，有集成芯片形式的，比如大名鼎鼎的TLP250，这一类芯片需要单独的供电，并且其本身作为一个驱动器他是有驱动能力的，单纯的用于输入输出隔离其实是有一些大材小用的。还有另一类光耦是那种四个引脚，单纯实现光耦隔离的器件，在我们这种驱动场景下，如果选择光耦则选用第二种其实就够用了。

同样的，逻辑隔离一般使用集成逻辑门芯片来实现，运放驱动能力太弱，一般不做此使用。我们这次采用了一款TI出品的三态逻辑缓冲器74LS541来实现输入输出之间的隔离。

明确电路组成后，外部器件的配合也就没什么了，7960直接电池电源供电，541通过一颗ldo实现降压后供电，然后输出端接快插端子实现方便的与电机连接。

换电脑后原理图已将找不到了qwq，只给出一个焊接结束后的板子与输出的波形图吧

by.QL_lab