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如果在单极性放大器上加上动力制动，可以提高电动机的减速能力，
使电动机得到两象限的控制，如图4—2所示。图4—3为一个带动力制动的单极性放大器的原理图。控制信号经运算放大后，在推动V2得到正的输出电压和电流。V1的作用为限流。V3则构成动力制动回路。制动时，电动机的反电势V3使流回电机，使电动机工作于发电机状态，从而迅速制动。图4—4显示出动力制动效果。
图4—3 带动力制动的单极性放大器 图4—4 单极性放大器制动情况 （2）.双极性功率放大器 双极性功率放大器可以输出正负两个极性的电压和电流，使电动机正反两个方向运行，得到四象限控能力，如图4—5所示。图4—6是两种典型双极性放大器的原理图。
图4—5 双极性放大器的四 图4—6 双极性线性放大器 个象限的控制关系 （a）两极式输出；（b）线性桥式输出极
其中，T型放大器线路简单成熟，得到广泛应用。它要求使用正、负电源供电，晶体管耐压要求高，要能承受2U5的电压。而且当电机从高速制动
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时，晶体管上承受的功率非常大，容易产生二次击穿，必须选用容量较大的晶体管。
H桥型电路则较为复杂，功率元件多，一般在功率较大的系统中应用。H桥型电路中，晶体管的耐压要求较低，只要求承受Us电压。另外当电动机从高速制动时晶体管上承受的功率也较T型电路小一半。因而对于同容量的系统，H桥型电路的成本并不是一定比T型高。
4.2 脉宽调制（PWM）直流伺服放大器
开关型放大器分脉冲宽度调制型（PWM）和脉冲频率调制型两类，也有两种形式混合的，但应用最广泛的还是脉宽调制。
脉宽调制放大器的输出电压是图4—7所示的幅度恒定、频率恒定、脉宽可调的波形。
图4—7 PWM放大器的电压波形 图4—8单脉宽调制电路框图
脉冲调宽波的直流分量与占空比成比例系。当周期时间Ts比电动机电磁时间常数小得多时，由于电枢电感的滤波作用和转子惯量的平滑作用，其中的交流分量产生的作用很小，可以忽略。换而言之，通过控制加在电机上的方波电压的脉宽（占空比）可以间接控制加在电机上的等效直流电压，达到控制电机的目的。脉宽信号可由图4—8中的电路实现。图4—9时分别当ui?0、ui?0、ui?0时产生的方波形图。
图4—9 脉宽调制波形
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5 硬件电路元件的选型
5.1 选择单片机
近几年单片机技术迅猛发展，世界上许多单片机厂商竞相推出各具特色的单片机芯片。分析单片机的发展行情及各芯片性能可以看出，单片机正向如下两个方向发展：1)向功能不断完善、性能不断提高，可以完成各类复杂系统的设计和应用的方向发展。2)向超小型、低功耗、低成本、多品种的方向发展。Philips半导体公司的P87LPC76系列单片机，是一种80C51改进型MCU，其突出特点如下：运行速度是标准80C51的2倍。2个l6位定时／计数器，每个均可设置为超时溢出时对应端口输出内置2个精确模拟比较器，可组成4路A／D转换器或D／A转换器。全双工通用异步收、发器及通信接口。8个键盘中断输人，另加2路外部中断输人，4个中断优先级。内置振荡看门狗，溢出时间有8级选择。有上电复位和低电压复位电路，可选择片内振荡及其频率范围和RC振荡。所有口线均有2O mA的驱动能力，最多可达1 8个I／O口。有安全保密位，典型掉电电流1“A，芯片功耗较低。现在MCS一51／96系列单片机及其兼容的单片机仍占主流地位，因为该系列单片机引进历史较长，参考资料相对丰富，使用这种机型的人已积累了相当多的经验，无论是硬件的搭配，软件的编制，以及语言的熟练程度，都使他们应用起来得心应手。对于这部分人来说，选择新型的MCS．51兼容机型更适合他们，如AT89系列，GSM90／97系列．51LPC和89C系列等等。
PIC系列单片机具有高速度、低功耗、大驱动能力，OTP型芯片的低价位、小体积、多品种、不同的外围接口功能、不同的封装形式、不同的工作电压和温度范围等特性，为更好的选择适合所设计系统的最佳芯片提供了保证。该系列单片机强调最优化设计，适用于量太、档次低、价格敏感的产品。 AVR单片机采用RISC结构，使其具有高速处理能力，工作电压为2．7～6．0 V，且可实现耗电优化设计，属低功耗、CMOS技术的8位单片机。支持高级语言编程，对于熟悉C编程高级语言的
人来说开发起来会更高效，更容易。程序可下载可加密，功耗也较低 如选择这种芯片，应注意该机型的参考资料较少，开发周期可能会加长，且型号不如PIC系列单片机的多。
TI公司的MSP430系列单片机素有16位的品质、8位机的价格之称。其快速的指令周期，低工作电压，程序可加密，串行在系统可编程，强大的中断能
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力及超低功耗等特性为业内人士所关注。特别适合于智能仪表、防盗系统、智能化家电、电池供电的便携式设备等产品中应用，尤其对功耗比较敏感的产品更是首选。该芯片的缺点是口驱动能力差，国内相关资料少，开发经验少。
在此，我选择了AT89S52管角如图5—1所示。AT89S系列是AT89系列中的高档型，AT89S52又是AT89S系列中的增强型。AT89S52是一种低功耗、高性能且系统内带有8KB可编程Flash存储器的8位CMOS微处理器。它是一种高灵活性、花费有限资源就可产生许多嵌入式控制应用系统的高性能微处理器。
图5—1 AT89S52引脚图引脚功能
AT89S52机的主要特点如下： 与MCS-51系列微控制器产品兼容；
片内有8KB可在线重复编程的快闪擦写存储器； 存储器可循环写入/擦除1000次；
宽电压工作范围：Vcc可为2.7V -6V； 全静态工作：可从0HZ-33MHZ；
程序存储器具有三级加密保护； 256KB内部RAM；
4个I/O端口共32条可编程I/O线；
3个16位定时器/计数器和一个看门狗定时器；
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中断结构具有8个中断源和2个中断优先级； 可编程全双工（UART）串行通道；
空闲状态维持低功耗和掉电状态保护存储内容。 VCC:主电源+5V 。 GND:接地。
XTAL1:接外部晶体的一端。 XTAL2:接外部晶体的另一端。 RST:复位输入端。
ALE/PROG:地址锁存允许/编程信号线。 PSEN:外接程序存储器选通信号。
EA/VPP:访问内部程序存储器控制信号。
P0.0～P0.7：P0是一个8位漏极开路双向I/O端口。
P1.0～P1.7：P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。
P2.0～P2.7：P2是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。在访问片外存储器时，它输出高8位地址，即A8～A15。
P3.0～03.7:P3是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。
5.2 三极管的工作原理及选型
半导体三极管也称双极型晶体管，晶体三极管，简称三极管，是一种电流控制电流的半导体器件。其作用：把微弱信号放大成辐值较大的电信号，也用作无触点开关。三极管的分类：a.按材质分：硅管、锗管；b.按结构分：NPN、PNP；c.按功能分：开关管、功率管、达林顿管、光敏管等。
目前，国内各种类型的晶体三极管有许多种，管脚的排列不尽相同，在使用中不确定管脚排列的三极管，必须进行测量确定各管脚正确的位置，或查找晶体管使用手册，明确三极管的特性及相应的技术参数和资料。 晶体三极管具有电流放大作用，其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。这是三极管最基本的和最重要的特性。我们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数，用符号“β”表示。电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值，但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。
直流电动机控制系统中，由于考虑到由于整个系统所处的环境和经济的原因，选择9018型三极管。在直流电动机互锁驱动电路中三极管在电路中起到功率放大作用，从反向器输入的控制信号的电流非常小，因为它是从单片机传送过来的电信号电压只有5V电流只有零点几毫安，驱动直流固体继电器
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