24 V直流电机控制系统的设计

数字电平上下跳变时，集成电路耗电发生突变，引起电源产生毛刺。数字电路越复杂，数据速率越高，累计的电流跳变越强烈，高频分量越丰富，而普通印刷电路板不能完全吸收逻辑电平跳变产生的电压毛刺，这种噪声会严重干扰电路。为了实现模拟电路和数字电路的隔离，提高信噪比，有效的抑制噪声对模拟电路的干扰，在PWM信号从控制系统引出之后，需要经过光电隔离，才能送入驱动电路。在不影响驱动器整体性能的前提下，使用TLP521-1光电耦合器，主要考虑的是价格因素。
运放2902在电路中用作比较器，把输入逻辑信号同基准电压比较，转换成接近功率电源电压幅度的方波信号。运放的输入电压范围不能接近负电源电压，否则会出错。因此在运放输入端增加了防止电压范围溢出的二极管D13。输入端的电阻R50用于限流，R66用于在输入悬空时把输入端降为低电平。
当运放2902输出端为低电平时，三极管Q25截止，场效应管Q23导通。三极管Q16导通，场效应管Q19截止，输出为高电平。当运放输出端为高电平时，三极管Q24导通，场效应管Q23截止。三极管Q16截止，场效应管Q19导通，输出为低电平。

3 系统软件设计
软件设计采用汇编语言编写，在Mplab集成开发环境中进行编译、仿真，用软件来实现硬件的功能，不但可以降低成本，提高系统的可靠性，还能简化硬件结构，但其缺点是响应时间比用硬件实现长，而且还要占用CPU时间。设计过程中，在满足可行性和实时性的前提下尽可能地将硬件功能用软件来实现，系统主程序流程图，如图5所示。

4 结束语
干扰现象是电路调试和设计时必须考虑和重点解决的问题，不同电路其干扰源千差万别，干扰传播途径也多种多样，干扰现象也各不相同，但它们仍有共性。系统在设计和调试中就考虑了这些共性因素，并结合具体工作环境和各部分功能电路，采取了必要的抗干扰措施，具体有如下几点：
(1)合理布置电源滤波、退耦电容；
(2)分区布局，将数字电路与模拟电路分开；
(3)合理设计地线；
(4)电流通路的面积最小；
(5)尽量加粗接地线和电源线；
在控制系统设计中，将控制电路和驱动电路分两块板布局，其中驱动板的PCB设计，如图6所示，经实验证明，抗干扰措施取得了较理想的效果。

经过多次试验验证，该控制系统具有精确、快速、高效、可靠等优点，可广泛应用于工业领域，现已投入生产，取得了一定的经济效益。