驱动设计思维的三要素分别是

本周推荐书籍为《领域驱动设计》，这是一本主要面对软件开发人员的书籍。那大家肯定会说我们的大多数的人都不是软件开发人员，很好奇我推荐给大家的理由是什么呢？

我推荐给大家的是这本书的绪言写的太棒了。绪言中明确清晰的写明了本书编写的框架，编写的手法，更重要的是前言中对面向不同读者的阅读建议。

IT中常见的不要求完美的迭代开发方式相信大家无论在任何行业都是了解一二的，但是在现在这个追求快速发展的时代，如何能让迭代设计出的反应迅速的小的模块整合而成的大的软件产品跟的上大家的需求呢？在快速和敏捷设计的过程中有两个概念是要兼顾的，第一个是极简主义，这个所谓的简单并不是说单纯的简单，因为它在迭代过程中会持续重构，第二个概念就是可扩展性，软件设计的底层逻辑是可以支撑持续重构的，所以就要求软件设计人员有一个前瞻性和全局的概念，考虑后面的开发要求。

领域驱动设计的实质就是消化吸收大量知识，最后产生一个反映深层次领域知识，并聚焦于关键概念的模型。这是领域专家与开发人员的协作过程领域专家精通领域知识，而开发人员知道如何构建软件。由于开发过程是迭代式的，因此这种协作必须贯穿整个项目的生命周期。

本书的框架非常清晰地展示了起源于IT行业的敏捷项目管理的逻辑。

本书的第1部分写出了，欲驱动开发的基本目标，然后定义了一些术语，并给出了领域模型来驱动和沟通设计的总体意义，朗读这本书的人非常清晰，目标和为什么要做这个事情？

第2部分的话就是给出一些领域建模中的一些最佳实践提炼的构造块。让团队有共同的工作语言，使团队成员之间更容易理解彼此的工作，在讨论模型和设计决策过程中更容易达成一致。

在这个过程中的话每一个模型可以进行一些小规模的仔细设计，追求在某些个别元素上的极致设计，形成自己的特色。

第3部分讲的就是通过重构来加深理解，讨论如何将构造块装配为使用的模型，从而实现其价值。

第4部分战略设计，讨论在复杂系统和大型组织，以及外部系统和遗留系统的交互中出现的一些复杂情况。这一部分讨论了作为一个整体应用于系统的三条原则：上下文、提炼和大型结构。

综上所述，先设立目标，理清概念，而后统一工作语言，工作需求，然后具体实施，分模块或团队去设计，最后再战略整合，这是一个完整的企业管理的决策流程，不仅仅是一个软件设计的一个流程，适用于非常多的项目管理场景。

尤其是第4部分的战略设计中提出的三条原则，和我们在企业中做企业战略的逻辑是完全一致的。

这一部分明确的写出了针对不同读者，大家所需要的学习方法和阅读方法。最基础的软件开发人员，到中层的软件开发团队的管理人员，再到高级的管理人员，每种人读者在前沿过程中都给出了一个非常清晰的阅读指导。

有的人需要通读，有的人需要略读，有的人只需要读其中重点的几章。

从我作为一个销售背景的人出身来看这部分的内容，万分欣喜。写这本书的团队也好，个人也好完全遵循了他在第4部分介绍的战略设计的这个要求，他看了他的上下文(读者调查)、提炼(将读者进行清晰分类)和大型结构(在写之前就兼顾了各种不同读者的阅读需求与阅读习惯)。然后通过记叙体的方式呈现出来，读者可以从头开始读也可以从任意一张的开头开始阅读。所以也无怪乎本书成为后来很多书的参照书籍了。

1、智能制造的数字驱动设计使物理空间与信息空间相互集成，使生产状态实时透明，生产过程可视化，而传统企业管理中的产品设计无法做到可视化。

2、智能制造中的数字驱动设计，人们更多地参与制造系统，人机功能平衡系统智能协调。而传统企业管理中的产品设计更注重设计，没有智能协调。

3、智能制造中的数字驱动设计具有收集、分析、处理生产数据和决定自己行为的能力。而传统企业管理中的产品设计不无法灵活调节。

要注意的事项

功能：电机是单向还是双向转动?需不需要调速?对于单向的电机驱动，只要用一个大功率三极体或场效电晶体或继电器直接带动电机即可，当电机需要双向转动时，可以使用由4个功率元件组成的H桥电路或者使用一个双刀双掷的继电器。如果不需要调速，只要使用继电器即可但如果需要调速，可以使用三极体，场效电晶体等开关元件实现PWM***脉冲宽度调制***调速。

效能：对于PWM调速的电机驱动电路，主要有以下效能指标。

1***输出电流和电压范围，它决定着电路能驱动多大功率的电机。

2***效率，高的效率不仅意味着节省电源，也会减少驱动电路的发热。要提高电路的效率，可以从保证功率器件的开关工作状态和防止共态导通***H桥或推挽电路可能出现的一个问题，即两个功率器件同时导通使电源短路***入手。

3***对控制输入端的影响。功率电路对其输入端应有良好的讯号隔离，防止有高电压大电流进入主控电路，这可以用高的输入阻抗或者光电耦合器实现隔离。

4***对电源的影响。共态导通可以引起电源电压的瞬间下降造成高频电源污染大的电流可能导致地线电位浮动。

5***可靠性。电机驱动电路应该尽可能做到，无论加上何种控制讯号，何种无源负载，电路都是安全的。

电机栅极驱动电路设计

三极体-电阻作栅极驱动

1.输入与电平转换部分：

输入讯号线由DATA引入，1脚是地线，其余是讯号线。注意1脚对地连线了一个2K欧的电阻。当驱动板与微控制器分别供电时，这个电阻可以提供讯号电流回流的通路。当驱动板与微控制器共用一组电源时，这个电阻可以防止大电流沿着连线流入微控制器主机板的地线造成干扰。或者说，相当于把驱动板的地线与微控制器的地线隔开，实现“一点接地”。

高速运放KF347***也可以用TL084***的作用是比较器，把输入逻辑讯号同来自指示灯和一个二极体的2.7V基准电压比较，转换成接近功率电源电压幅度的方波讯号。KF347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位的二极体。输入端的两个电阻一个用来限流，一个用来在输入悬空时把输入端拉到低电平。

不能用LM339或其他任何开路输出的比较器代替运放，因为开路输出的高电平状态输出阻抗在1千欧以上，压降较大，后面一级的三极体将无法截止。

2.栅极驱动部分：

后面三极体和电阻，稳压管组成的电路进一步放大讯号，驱动场效电晶体的栅极并利用场效电晶体本身的栅极电容***大约1000pF***进行延时，防止H桥上下两臂的场效电晶体同时导通***“共态导通”***造成电源短路。

当运放输出端为低电平***约为1V至2V，不能完全达到零***时，下面的三极体截止，场效电晶体导通。上面的三极体导通，场效电晶体截止，输出为高电平。当运放输出端为高电平***约为VCC-***1V至2V***，不能完全达到VCC***时，下面的三极体导通，场效电晶体截止。上面的三极体截止，场效电晶体导通，输出为低电平。

上面的分析是静态的，下面讨论开关转换的动态过程：三极体导通电阻远小于2千欧，因此三极体由截止转换到导通时场效电晶体栅极电容上的电荷可以迅速释放，场效电晶体迅速截止。但是三极体由导通转换到截止时场效电晶体栅极通过2千欧电阻充电却需要一定的时间。

相应的，场效电晶体由导通转换到截止的速度要比由截止转换到导通的速度快。假如两个三极体的开关动作是同时发生的，这个电路可以让上下两臂的场效电晶体先断后通，消除共态导通现象。

实际上，运放输出电压变化需要一定的时间，这段时间内运放输出电压处于正负电源电压之间的中间值。这时两个三极体同时导通，场效电晶体就同时截止了。所以实际的电路比这种理想情况还要安全一些。

场效电晶体栅极的12V稳压二极体用于防止场效电晶体栅极过压击穿。一般的场效电晶体栅极的耐压是18V或20V，直接加上24V电压将会击穿，因此这个稳压二极体不能用普通的二极体代替，但是可以用2千欧的电阻代替，同样能得到12V的分压。

3.场效电晶体输出部分：

大功率场效电晶体内部在源极和漏极之间反向并联有二极体，接成H桥使用时，相当于输出端已经并联了消除电压尖峰用的四个二极体，因此这里就没有外接二极体。输出端并联一个小电容***out1和out2之间***对降低电机产生的尖峰电压有一定的好处，但是在使用PWM时有产生尖峰电流的副作用，因此容量不宜过大。在使用小功率电机时这个电容可以略去。如果加这个电容的话，一定要用高耐压的，普通的瓷片电容可能会出现击穿短路的故障。

输出端并联的由电阻和发光二极体，电容组成的电路指示电机的转动方向。

4.效能指标：

电源电压15~30 V，最大持续输出电流5A/每个电机，短时间***10秒***可以达到10A，PWM频率最高可以用到30KHz***一般用1到10KHz***。电路板包含4个逻辑上独立的，输出端两两接成H桥的功率放大单元，可以直接用微控制器控制。实现电机的双向转动和调速。

5.布线：

大电流线路要尽量的短粗，并且尽量避免经过过孔，一定要经过过孔的话要把过孔做大一些***》1mm***并且在焊盘上做一圈小的过孔，在焊接时用焊锡填满，否则可能会烧断。

另外，如果使用了稳压管，场效电晶体源极对电源和地的导线要尽可能的短粗，否则在大电流时，这段导线上的压降可能会经过正偏的稳压管和导通的三极体将其烧毁。

在一开始的设计中，NMOS管的源极于地之间曾经接入一个0.15欧的电阻用来检测电流，这个电阻就成了不断烧毁板子的罪魁祸首。当然如果把稳压管换成电阻就不存在这个问题了。

低压驱动电路的简易栅极驱动

一般功率场效电晶体的最高栅源电压为20V左右，所以在24V应用中要保证栅源电压不能超过20V，增加了电路的复杂程度。但在12V或更低电压的应用中，电路就可以大大简化。

左图就是一个12V驱动桥的一边，上面电路的三极体部分被两个二极体和两个电阻代替。***注意，跟上图逻辑是反的***由于场效电晶体栅极电容的存在，通过 R3，R4向栅极电容充电使场效电晶体延缓导通而通过二极体直接将栅极电容放电使场效电晶体立即截止，从而避免了共态导通。

举例

L298N电机驱动电路

1、工作原理分析：

在步进电机驱动模组中，采用了带光耦隔离，抗干扰能力强的TLP521作为隔离电流保护晶片，其中L297的17脚通过给高低电平来控制步进电机的正反转，而18脚为步进时钟输入端，控制每个步数的时间增量，19脚步进电机的半步或者整步的选择，10脚为使能控制端，来控制电机的启停，而经过内部包含 4 通道逻辑驱动电路、高压、大电流双 H 桥式驱动器L298来控制电机的正反转利用L298实现电机驱动及其正反转，并采用二极体进行续流保护，利用7805提供5v电源给控制器和l298晶片供电，这个电路在工作时间长的情况下容易发热，造成电路不稳定性缺点。

主要功能特点是：

关键晶片：L298N 双H 桥直流/步进电机驱动晶片

L298N 晶片工作电压：DC 4.5~5.5V。

电机驱动电源电压DC 5--35V。

电源输入正常时有LED 灯指示。

PCB尺寸：4.4*5.0cm

最大输出电流2A***瞬间峰值电流3A***，最大输出功率25W。

输出正常时电机运转有LED 灯指示。

具有二极体续流保护。

可单独控制2台直流电机或1台两相4 线***或6 线***步进电机。

可以采用并联接法控制一台高达3A 的直流电机。

可实现电机正反转。

2. 类比电路PWM的实现

上图为一个使用游戏手柄或者航模摇杆上的线性电位器***或线性霍尔元件***控制两个底盘驱动电机的PWM生成电路。J1是手柄的插座，123和456分别是 x，y两个方向的电位器。U1B提供半电源电压，U1A是电压跟随。x，y分量经过合成成为控制左右轮两个电机转速的电压讯号。

在使用中，让L= ***x+1***y/***x+1.4***，R=***x-1***y/***x-0.6***，经过试验有不错的效果***数字只是单位，不是电压值***。经过U1C和U1D组成的施密特振荡器把电压转换为相应的PWM讯号，用来控制功率驱动电路。以U1D为例，R1，R2组成有回差的施密特电路，上下门限受输入电压影响，C1和R3组成延时回路，如此形成振荡的脉宽受输入电压控制。Q1，Q2是三极体，组成反相器，提供差分的控制讯号。具体振荡过程参见对555振荡器的分析。

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研究方法

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所谓自底向上方法的主要思路是先设计好各个零件，然后将这些零件拿到一起进行装配，如果在装配过程中发现某些零件不符合要求，就要对零件进行重新设计、装配，若发现问题便再重新设计、装配，直至符合要求为止；自顶向下方法是从产品功能要求出发，选用一系列的零件去实现产品的功能。

先设计出初步方案和结构草图，建立约束驱动的产品模型；通过设计计算，确定每个设计参数，然后进行零件的详细设计，通过几何约束求解将零件装配成产品；对设计方案分析之后，返回修改不满意之处，直到得到满足功能要求的产品。

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简介：全书围绕着设计和开发实践，结合若干真实的项目案例，向读者阐述如何在真实的软件开发中应用领域驱动设计。书中给出了领域驱动设计的系统化方法，并将人们普遍接受的一些实践综合到一起，融入了作者的见解和经验，展现了一些可扩展的设计新实践、已验证过的技术以及便于应对复杂领域的软件项目开发的基本原则。