完整word版大总结L298N的详细资料驱动直流电机和步进电机docWord格式.docx
《完整word版大总结L298N的详细资料驱动直流电机和步进电机docWord格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《完整word版大总结L298N的详细资料驱动直流电机和步进电机docWord格式.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
电机电压，最大可接50V。
GND：
共地接法。
A-~D-：
输出端，接电机。
A~D+：
为步进电机公共端，模块上接了VCC。
EN1、EN2：
高电平有效，EN1、EN2分别为IN1和IN2、IN3和IN4的使能端。
IN1~IN4：
输入端，输入端电平和输出端电平是对应的。
6
我正在用L298N驱动我的小车的两个直流减速电机，其实它很好用，
和15和8引脚直接接地，
管脚VS接2.5到46的电压，它是用来驱动电机的，
9
引脚是用来接4.5到7V的电压的，它是用来驱动
L298芯片的，
记住，L298需要从外部接两个电压，一个是给电机的，另一个给
L298芯片的
6和11引脚是它的使能端，一个使能端控制一个电机，至于那个控制那个你自己焊接，你可以把它理解为总开关，只有当它们都是高电平的时候两个电机才有可能工作，
5,7,10,12
是298的信号输入端和单片机的
IO口相连，
2,3,13,14
是输出端，
输入5和7控制输出
2和3,
输入的10,12控制输出的13,14
L298N型驱动器的原理及应用
L298N是SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。
是一种二相和四相电机的专用驱
动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可
驱动46V、2A以下的电机。
其引脚排列如图1中U4所示，1脚和15脚可单独引出连接电流采样电阻器，形成电流传感信
7
L298N的恒压恒流桥式2A驱动芯片L298N说明及应用
L298是SGS公司的产品，比较常见的是15脚Multiwatt封装的L298N，内部同样包含4通
道逻辑驱动电路。
可以方便的驱动两个直流电机，或一个两相步进电机。
L298N芯片可以驱
动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，输出电压最高可达50V，可以直接通过电源来
调节输出电压；
可以直接用单片机的IO口提供信号；
而且电路简单，使用比较方便。
L298N
可接受标准TTL逻辑电平信号VSS，VSS可接4．5～7V电压。
4脚VS接电源电压，VS电压范
围VIH为＋2．5～46V。
输出电流可达2．5A，可驱动电感性负载。
1脚和15脚下管的发
射极分别单独引出以便接入电流采样电阻，形成电流传感信号。
L298可驱动2个电动机，
OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之间可分别接电动机，本实验装置我们选用驱动一台电动机。
5，
7，10，12脚接输入控制电平，控制电机的正反转。
EnA，EnB接控制使能端，控制电机的停
转。
表1是L298N功能逻辑图。
8
In3，In4的逻辑图与表1相同。
由表1可知EnA为低电平时，输入电平对电机控制起作用，
当EnA为高电平，输入电平为一高一低，电机正或反转。
同为低电平电机停止，同为高电平电机刹停。
L298N控制器原理如下：
图3是控制器原理图，由3个虚线框图组成。
下面是3个虚线框图功能：
（1）虚线框图1控制电机正反转，U1A，U2A是比较器，VI来自炉体压强传感器的电压。
当
VI＞VRBF1时，U1A输出高电平，U2A输出高电平经反相器变为低电平，电机正转。
同理
VI
＜VRBF1时，电机反转。
电机正反转可控制抽气机抽出气体的流量，从而改变炉体压强。
（2）虚线框图2中，U3A，U4A两个比较器组成双限比较器，当
VB＜VI＜VA时输出低电平，
当VI＞VA，VI＜VB时输出高电平。
VA，VB是由炉体压强转感器转换电压的上下限，即反应
炉体压强控制范围。
根据工艺要求，我们可自行规定
VA，VB的值，只要炉体压强在
VA，VB
所确定范围之间电机停转（注意
VB＜VRBF1＜VA，如果不在这个范围内，系统不稳定）。
（3）虚线框图3是一个长延时电路。
U5A是一个比较器，Rs1是采样电阻，VRBF2是电机过
流电压。
Rs1上电压大于VREF2，电机过流，U5A输出低电平。
由上面可知，框图
1控制电
机正反转，框图2控制炉体压强的纹波大小。
当炉体压强太小或太大时，
电动机转到两端固
定位置停止，根据直流电机稳态运行方程
[3]
：
U＝CeФN＋RaIa
其中:
Ф为电机每极磁通量；
Ce为电动势常数；
N为电机转数；
Ia为电枢电流；
Ra电枢回路电阻。
10
电机转数N为0，电机的电流急剧增加，时间过长将会使电机烧坏。
但电机起动时，电机中
线圈中的电流也急剧变大，因此我们必须把这两种状态分开。
长延时电路可把这两种状态区
分出来。
长延时电路工作原理：
Rs1过流U5A产生一个负脉冲经过微分后，脉冲触发555
的
2脚，电路置位，3脚输出高电平，由于放电端
7脚开路，C1，R5及U6A组成积分器开始
积分，电容C1上的充电电压线性上升，延时运放积分常数为
100R5C1。
当C1上充电电压，
即
6脚电压超过2／3VCC，555电路复位，输出低电平。
电机启动时间一般小于
0．8s，
C1
充电时间一般为0．8～1s。
U5A输出电平与
555的3脚输出电平经U7相或，如果U5A
输出低电平大于C1充电时间，U7在C1充电后输出低电平由与门
U8输入到L298N的6脚ENA
端使电机停止。
如果U5A的输出电平小于C1充电时间，6脚不动作电机的正常启动。
长延时电路吸收电机启动过流电压波形，从而使电机正常启动。
下图是其引脚图：
1、15脚是输出电流反馈引脚，其它与L293相同。
在通常使用中这两个引脚也可以直接接地。
上图是其与51单片机连接的电路图。
11
--------------------------------------------------------------------
12
13
L298应用实例
实例一：
用L298驱动两台直流减速电机的电路。
引脚6，9可用于PWM控制。
如果机器人
项目只要求直行前进，则可将5，10和7，12两对引脚分别接高电平和低电平，仅用单片机的两个端口给出PWM信号控制6，11即可实现直行、转弯、加减速等动作。
实例二：
用L298实现二相步进电机控制。
14
人人我，我人人，BT分享快
步机原理及其使用明
一、前言
步机是将脉冲信号角位移或位移的开控制元件。
在非超的情况下，
机的速、停止的位置只取决于脉冲信号的率和脉冲数，而不受化的影响，即
机加一个脉冲信号，机一个步距角。
一性关系的存在，加上步机只有
周期性的差而无累差等特点。
使得在速度、位置等控制域用步机来控制的
非常的。
然步机已被广泛地用，但步机并不能象普通的直流机，交流机在常
下使用。
它必由双形脉冲信号、功率路等成控制系方可使用。
因此用好步
机却非易事，它涉及到机械、机、子及算机等多知。
目前,生步机的厂家的确不少，但具有技人，能自行开，研制的厂
家却非常少，大部分的厂家只一、二十人，最基本的都没有。
于一种盲目的仿
制段。
就用在品型、使用中造成多麻。
于上述情况，我决定以广泛的
感子式步机例。
叙述其基本工作原理。
望能广大用在型、使用、及整机改有所帮助。
二、感子式步机工作原理
（一）反式步机原理
由于反式步机工作原理比。
下面先叙述三相反式步机原理。
1、构：
机子均匀分布着很多小，定子有三个励磁阻，其几何依次分与子
开。
0、1/3て、2/3て,（相两子的距离距以て表示），即A与
1相，B与2向右开1/3て，C与3向右开2/3て，A'
与5相，（A'
就是A，5就是1）下面是定子的展开：
2、旋：
如A相通，B，C相不通，由于磁作用，1与A，（子不受任何力以
下均同）。
如B相通，A，C相不通，2与B，此子向右移1/3て，此3
与C偏移1/3て，4与A偏移（て-1/3て）=2/3て。
如C相通，A，B相不通，3与C，此子又向右移1/3て，此4
与A偏移1/3て。
如A相通，B，C相不通，4与A，子又向右移1/3て。
A、B、C、A分通状，4（即1前一）移到A相，机子向右
一个距，如果不断地按A，B，C，A⋯⋯通，机就每步（每脉冲）1/3て,向右旋
。
如按A，C，B，A⋯⋯通，机就反。
由此可：
机的位置和速度由次数（脉冲数）和率成一一关系。
而方向由序决定。
不，出于力矩、平、噪音及减少角度等方面考。
往往采用A-AB-B-BC－C-CA-A
15
种状，将原来每步1/3て改1/6て。
甚至于通二相流不同的合，使其1/3て1/12て，1/24て，就是机分的基本理依据。
不推出：
机定子上有m相励磁阻，其分与子偏移1/m,2/m⋯⋯
（m-1）/m,1。
并且按一定的相序机就能正反被控制——是步机旋的物理条
件。
只要符合一条件我理上可以制造任何相的步机，出于成本等多方面考，市
上一般以二、三、四、五相多。
3、力矩：
机一旦通，在定子将生磁（磁通量Ф）当子与定子开一定角度生力F与（dФ/dθ）成正比
其磁通量Ф=Br*S；
Br磁密；
S磁面；
F与L*D*Br成正比；
L芯有效
度；
D子直径；
Br=N·
I/RN·
I励磁阻安匝数（流乘匝数）R磁阻。
力矩=力*半径力矩与机有效体*安匝数*磁密成正比（只考性状）
因此，机有效体越大，励磁安匝数越大，定子气隙越小，机力矩越大，反之
亦然。
（二）感子式步机
1、特点：
感子式步机与的反式步机相比，构上子加有永磁体，以提供磁
材料的工作点，而定子激磁只需提供化的磁而不必提供磁材料工作点的耗能，因此
机效率高，流小，低。
因永磁体的存在，机具有的反，其自身阻尼作用比好，使其在运程中比平、噪音低、低振小。
感子式步机某种程度上可以看作是低速同步机。
一个四相机可以作四相运
行，也可以作二相运行。
（必采用双极），而反式机不能如此。
例如：
四
相，八相运行（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A）完全可以采用二相八拍运行方式.不其条件
C=,D=。
一个二相机的内部与四相机完全一致，小功率机一般直接接二相，而功率大一点的机，了方便使用，灵活改机的特点，往往将其外部接八根引（四相），使用，既可以作四相机使用，可以作二相机串或并使用。
2、分
感子式步机以相数可分：
二相机、三相机、四相机、五相机等。
以机
座号（机外径）可分：
42BYG（BYG感子式步机代号）、57BYG、86BYG、110BYG、（国准），而像70BYG、90BYG、130BYG等均国内准。
3、步机的静指
相数：
生不同极N、S磁的激磁圈数，常用m表示。
拍数：
完成一个磁周期性化所需脉冲数或状用n表示，或指机一个
距角所需脉冲数，以四相机例，有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍运
16
行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A。
步距角：
对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移用θ表示。
θ=360度（转子齿数
J*运行拍数），以常规二、四相，转子齿为50齿电机为例。
四拍运行时步距角为θ=360度
/（50*4）=1.8度（俗称整步），八拍运行时步距角为θ=360度/（50*8）=0.9度（俗称半
步）。
定位转矩：
电机在不通电状态下，电机转子自身的锁定力矩（由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的）
静转矩：
电机在额定静态电作用下，电机不作旋转运动时，电机转轴的锁定力矩。
此力矩是衡量电机体积（几何尺寸）的标准，与驱动电压及驱动电源等无关。
虽然静转矩与电磁激磁安匝数成正比，与定齿转子间的气隙有关，但过份采用减小气隙，增加激磁安匝来提高静力矩是不可取的，这样会造成电机的发热及机械噪音。
4、步进电机动态指标及术语
1、步距角精度：
步进电机每转过一个步距角的实际值与理论值的误差。
用百分比表示：
误差/步距角*100%。
不同运行拍数其值不同，四拍运行时应在5%之内，八拍运行时应在15%
以内。
2、失步：
电机运转时运转的步数，不等于理论上的步数。
称之为失步。
3、失调角：
转子齿轴线偏移定子齿轴线的角度，电机运转必存在失调角，由失调角产
生的误差，采用细分驱动是不能解决的。
4、最大空载起动频率：
电机在某种驱动形式、电压及额定电流下，在不加负载的情况
下，能够直接起动的最大频率。
5、最大空载的运行频率：
电机在某种驱动形式，电压及额定电流下，电机不带负载的最高
转速频率。
6、运行矩频特性：
电机在某种测试条件下测得运行中输出力矩与频率关系的曲线称为运行
矩频特性，这是电机诸多动态曲线中最重要的，也是电机选择的根本依据。
如下图所示：
其它特性还有惯频特性、起动频率特性。
电机一旦选定，电机的静力矩确定，而动态力矩却不然，电机的动态力矩取决于电机运行时的平均电流（而非静态电流），平均电流越大，电机输出力矩越大，即电机的频率特性越硬。
17
其中，曲线3电流最大、或电压最高;
曲线1电流最小、或电压最低，曲线与负载的交点为负载的最大速度点。
要使平均电流大，尽可能提高驱动电压，使采用小电感大电流的电机。
7、电机的共振点：
步进电机均有固定的共振区域，二、四相感应子式步进电机的共振区一般在180-250pps之间（步距角1.8度）或在400pps左右（步距角为0.9度），电机驱动电压越高，电机电流越大，负载越轻，电机体积越小，则共振区向上偏移，反之亦然，为
使电机输出电矩大，不失步和整个系统的噪音降低，一般工作点均应偏移共振区较多。
8、电机正反转控制：
当电机绕组通电时序为AB-BC-CD-DA或（）时为正转，通电时序为DA-CA-BC-AB或（）时为反转。
三、驱动控制系统组成
使用、控制步进电机必须由环形脉冲，功率放大等组成的控制系统，其方框图如下：
1、脉冲信号的产生
脉冲信号一般由单片机或CPU产生，一般脉冲信号的占空比为0.3-0.4左右，电机转速越高，
占空比则越大.
2、信号分配
我厂生产的感应子式步进电机以二、四相电机为主，二相电机工作方式有二相四拍和二相八
拍二种，具体分配如下：
二相四拍为,步距角为1.8度；
二相八拍为
步距角为0.9度。
四相电机工作方式也有二种，四相四拍为
AB-BC-CD-DA-AB,步距角为1.8度；
四相八拍为AB-B-BC-C-CD-D-AB,（步距角为0.9度）。
3、功率放大功率放大是驱动系统最为重要的部分。
步进电机在一定转速下的转矩取决于它的动态平均电流而非静态电流（而样本上的电流均为静态电流）。
平均电流越大电机力矩越
大，要达到平均电流大这就需要驱动系统尽量克服电机的反电势。
因而不同的场合采取不同
的的驱动方式，到目前为止，驱动方式一般有以下几种：
恒压、恒压串电阻、高低压驱动、
恒流、细分数等。
为尽量提高电机的动态性能，将信号分配、功率放大组成步进电机的驱
动电源。
我厂生产的SH系列二相恒流斩波驱动电源与单片机及电机接线图如下：
18
说明：
CP接CPU脉冲信号（负信号，低电平有效）
OPTO接CPU+5V
FREE脱机，与CPU地线相接，驱动电源不工作
DIR方向控制，与CPU地线相接，电机反转
VCC直流电源正端
GND直流电源负端
A接电机引出线红线
接电机引出线绿线
B接电机引出线黄线
接电机引出线蓝线
步进电机一经定型，其性能取决于电机的驱动电源。
步进电机转速越高，力距越大则要求电机的电流越大，驱动电源的电压越高。
电压对力矩影响如下：
4、细分驱动器
在步进电机步距角不能满足使用的条件下，可采用细分驱动器来驱动步进电机，细分驱动器的原理是通过改变相邻（A，B）电流的大小，以改变合成磁场的夹角来控制步进电机运转的。
四、步进电机的应用
（一）步进电机的选择
19
步进电机有步距角（涉及到相数）、静转矩、及电流三大要素组成。
一旦三大要素确定，步进电机的型号便确定下来了。
1、步距角的选择
电机的步距角取决于负载精度的要求，将负载的最小分辨率（当量）换算到电机轴上，每个
当量电机应走多少角度（包括减速）。
电机的步距角应等于或小于此角度。
目前市场上步进
电机的步距角一般有0.36度/0.72度（五相电机）、0.9度/1.8度（二、四相电机）、1.5
度/3度（三相电机）等。
2、静力矩的选择
步进电机的动态力矩一下子很难确定，我们往往先确定电机的静力矩。
静力矩选择的依据是
电机工作的负载，而负载可分为惯性负载和摩擦负载二种。
单一的惯性负载和单一的摩擦负
载是不存在的。
直接起动时（一般由低速）时二种负载均要考虑，加速起动时主要考虑惯性
负载，恒速运行进只要考虑摩擦负载。
一般情况下，静力矩应为摩擦负载的2-3倍内好，静
力矩一旦选定，电机的机座及长度便能确定下来（几何尺寸）
3、电流的选择
静力矩一样的电机，由于电流参数不同，其运行特性差别很大，可依据矩频特性曲线图，判断电机的电流（参考驱动电源、及驱动电压）
综上所述选择电机一般应遵循以下步骤：
4、力矩与功率换算
步进电机一般在较大范围内调速使用、其功率是变化的，一般只用力矩来衡量，力矩与功率
换算如下：
P=Ω·
MΩ=2π·
n/60P=2πnM/60
其P为功率单位为瓦，Ω为每秒角速度，单位为弧度，n为每分钟转速，M为力矩单位为牛
顿·
米
P=2πfM/400（半步工作）
其中f为每秒脉冲数（简称PPS）
（二）、应用中的注意点
1、步进电机应用于低速场合---每分钟转速不超过1000转，（0.9度时6666PPS），最好在
1000-3000PPS（0.9度）间使用，可通过减速装置使其在此间工作，此时电机工作效率高，噪音低。
2、步进电机最好不使用整步状态，整步状态时振动大。
20
3、由于历史原因，只有标称为12V电压的电机使用12V外，其他电机的电压值不是驱动电
压伏值，可根据驱动器选择驱动电压（建议：
57BYG采用直流24V-36V，86BYG采用直流50V,110BYG采用高于直流80V），当然12伏的电压除12V恒压驱动外也可以采用其他驱动电源，不过要考虑温升。
4、转动惯量大的负载应选择大机座号电机。
5、电机在较高速或大惯量负载时，一般不在工作速度起动，而采用逐渐升频提速，一电机
不失步，二可以减少噪音同时可以提高停止的定位精度。
6、高精度时，应通过机械减速、提高电机速度,或采用高细分数的驱动器来解决，也可以采用5相电机，不过其整个系统的价格较贵，生产厂家少，其被淘汰的说法是外行话。
延时电路工作原理：
当Rs1过流U5A产生一个负脉冲经过微分后，脉冲触发555的2脚，电
路置位，3脚输出高电平，由于放电
步进电机控制原理
步进电机是数字控制电机，它将脉冲信
升级会员 