轉自|瑞薩嵌入式小百科

電動工具在我們現實生活中無處不在，電動牙刷、電動螺絲刀、剃須刀、空調等都會用到電機控制的方案。

今天就結合就結合瑞薩RL78/G13系列超低功耗單片機給大家講講MCU低成本電動工具方案.

電動工具低功耗控制原理

實現低成本電動工具方案，通常是是通過PWM驅動進行電機轉速控制，高精度AD實現電機電流采樣對電機進行保護，同時采用IO控制開關和AD采樣對電池進行充電控制，實現簡單的電池充電管理。

低成本RL78/G13系列單片機資源：

1.6V~5.5V寬電壓供電；

超低功耗，HALT、STOP、SNOOZE三種模式；

RL78 CPU內核，3段流水線的CISC體系結構，最短指令執行時間：可更改從高速（0.03125μs：高速內部振蕩器時鐘32MHz運行）到超低速（30.5μs：子系統時鐘32.768KHz運行）；

Code Flash 16KB~512KB，內置片上調試功能；

自編程，有引導交換功能和閃存屏蔽窗口功能，通過瑞薩的自編程技術，能快速地達成對芯片底層的控制；

Data Flash 4KB~8KB，Back ground operation（BGO）功能可以實現指令運行的同時寫Data Flash；

高速內置晶振，精度±1%（VDD=1.8~5.5V，-20℃~+85℃），可選擇的頻率包括32MHz，24MHz，16MHz，12MHz，8MHz，6MHz，4MHz，3MHz，2MHz，1MHz；

接口豐富，包括UART，I2C，A/D，CMP等；

16bit乘法器，32bit除法器；

豐富的定時器功能；

內置上電復位（POR）和電壓檢測（LVD）電路；

內置On-chip BCD校正電路；

電動工具應用實例框圖:

各功能部分概述：

1. 充電和供電部分

1）DC IN為外接電源充電輸入，通過充電電路給電池充電；

2）充電電路（Charger）的電壓和電流通過R5F100BA的ADC和CMP進行監控。下圖中為通過電阻分壓檢測電池電壓（VCC）的示例，VI為MCU的ADC輸入，通過R6和R7分壓監測電池電壓；VE通過IO控制高低電平，當采集電池電壓時，VE低電平，當不需要采集電池電壓時，VE拉高，R6、R7無電流通過，達到省電目的；

3）當電壓或者電流超過限定值時，通過Charger Ctrl的IO關斷充電電路，從而實現對電池的保護；下圖中CE為MCU輸出IO，可以對充電輸入進行關斷和打開的控制；下圖中CIN為電源輸入。

4）當DC IN供電時，除了給電池充電，同時也可以給系統供電；

5）當沒有外接電源時，電池直接給系統供電；

6）電池為單節鋰電池；

2. 扳機觸發器部分

1）Pull-trigger機械部分和內部的滑動電阻器相連，通過扣動扳機的深淺控制轉速；

2）滑動電阻器的滑動端接入MCU的AD輸入，通過AD判定扳機位置深度；

3. Motor控制部分

1）MCU通過Pull-trigger滑動電阻器的AD采樣值來判定扳機深度，從而確定Motor的轉速；

2）MCU通過PWM調整不同的占空比輸出實現對Motor的速度進行控制；

3）MCU通過AD和CMP對Motor的電流進行檢測；

4）下圖中為控制電路示例，DO為MCU的PWM輸出，II接入MCU的ADC輸入，對Motor電流進行檢測；

方案的主要內容就分享到這里，如果大家還有什么更好的方案，歡迎大家留言討論。

審核編輯：湯梓紅