L298N驱动电机的总结.pdf

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1大总结L298N的详细资料驱动直流电机和步进电机电机驱动电路；电机转速控制电路电机转速控制电路（PWM信号）主要采用L298N，通过单片机的I/O输入改变芯片控制端的电平，即可以对电机进行正反转，停止的操作，输入引脚与输出引脚的逻辑关系图为驱动原理图驱动原理图23L298N电机驱动模块图电机驱动模块图1.1实物图实物图1.2原理图原理图1.3各种电机实物接线图各种电机实物接线图1.4各种电机原理图各种电机原理图1.5模块接口说明模块接口说明L298N电机驱动模块图电机驱动模块图1.1实物图实物图正面背面1.2原理图原理图41.3各种电机实物接线图各种电机实物接线图直流电机实物接线图4相步进电机实物接线图53相步进电机实物接线图1.4各种电机原理图各种电机原理图直流电机原理图步进电机原理图61.5模块接口说明模块接口说明+5V：

芯片电压5V。

VCC：

电机电压，最大可接50V。

GND：

共地接法。

A-D-：

输出端，接电机。

AD+：

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。

IN1IN4：

输入端，输入端电平和输出端电平是对应的。

7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，1和15和8引脚直接接地，4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13,14L298N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8L298N的恒压恒流桥式恒压恒流桥式2A2A驱动芯片驱动芯片L298NL298N说明及应用说明及应用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457V电压。

4脚VS接电源电压，VS电压范围VIH为2546V。

输出电流可达25A，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。

910In3，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VIVRBF1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VIVRBF1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VBVIVA时输出低电平，当VIVA，VIVB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VBVRBF1VA，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：

UCeNRaIa其中:

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。

11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：

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23VCC，555电路复位，输出低电平。

电机启动时间一般小于08s，C1充电时间一般为081s。

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。

121314L298N是专用驱动集成电路，属于H桥集成电路，与L293D的差别是其输出电流增大，功率增强。

其输出电流为2A，最高电流4A，最高工作电压50V，可以驱动感性负载，如大功率直流电机，步进电机，减速电机，伺服电机，电磁阀等，特别是其输入端可以与单片机直接相联，从而很方便地受单片机控制。

当驱动直流电机时，可以直接控制步进电机，并可以实现电机正转与反转，实现此功能只需改变输入端的逻辑电平最高工作电压：

46V总直流电流最大：

4AL298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。

1516步进电机原理及其使用说明一、前言步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。

在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。

这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。

使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。

虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。

它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。

因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。

目前,生产步进电机的厂家的确不少，但具有专业技术人员，能够自行开发，研制的厂家却非常少，大部分的厂家只一、二十人，连最基本的设备都没有。

仅仅处于一种盲目的仿制阶段。

这就给用户在产品选型、使用中造成许多麻烦。

签于上述情况，我们决定以广泛的感应子式步进电机为例。

叙述其基本工作原理。

望能对广大用户在选型、使用、及整机改进时有所帮助。

二、感应子式步进电机工作原理

（一）反应式步进电机原理由于反应式步进电机工作原理比较简单。

下面先叙述三相反应式步进电机原理。

1、结构：

电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。

0、1/3、2/3,（相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以表示），即A与齿1相对齐，B与齿2向右错开1/3，C与齿3向右错开2/3，A与齿5相对齐，（A就是A，齿5就是齿1）下面是定转子的展开图：

2、旋转：

如A相通电，B，C相不通电时，由于磁场作用，齿1与A对齐，（转子不受任何力以下均同）。

如B相通电，A，C相不通电时，齿2应与B对齐，此时转子向右移过1/3，此时齿3与C偏移为1/3，齿4与A偏移（-1/3）=2/3。

如C相通电，A，B相不通电，齿3应与C对齐，此时转子又向右移过1/3，此时齿4与A偏移为1/3对齐。

如A相通电，B，C相不通电，齿4与A对齐，转子又向右移过1/3。

这样经过A、B、C、A分别通电状态，齿4（即齿1前一齿）移到A相，电机转子向右转过一个齿距，如果不断地按A，B，C，A通电，电机就每步（每脉冲）1/3,向右旋转。

如按A，C，B，A通电，电机就反转。

由此可见：

电机的位置和速度由导电次数（脉冲数）和频率成一一对应关系。

而方向由导电顺序决定。

不过，出于对力矩、平稳、噪音及减少角度等方面考虑。

往往采用A-AB-B-BCC-CA-A17这种导电状态，这样将原来每步1/3改变为1/6。

甚至于通过二相电流不同的组合，使其1/3变为1/12，1/24，这就是电机细分驱动的基本理论依据。

不难推出：

电机定子上有m相励磁绕阻，其轴线分别与转子齿轴线偏移1/m,2/m（m-1）/m,1。

并且导电按一定的相序电机就能正反转被控制这是步进电机旋转的物理条件。

只要符合这一条件我们理论上可以制造任何相的步进电机，出于成本等多方面考虑，市场上一般以二、三、四、五相为多。

3、力矩：

电机一旦通电，在定转子间将产生磁场（磁通量）当转子与定子错开一定角度产生力F与（d/d）成正比其磁通量=Br*S；Br为磁密；S为导磁面积；F与L*D*Br成正比；L为铁芯有效长度；D为转子直径；Br=NI/RNI为励磁绕阻安匝数（电流乘匝数）R为磁阻。

力矩=力*半径力矩与电机有效体积*安匝数*磁密成正比（只考虑线性状态）因此，电机有效体积越大，励磁安匝数越大，定转子间气隙越小，电机力矩越大，反之亦然。

（二）感应子式步进电机1、特点：

感应子式步进电机与传统的反应式步进电机相比，结构上转子加有永磁体，以提供软磁材料的工作点，而定子激磁只需提供变化的磁场而不必提供磁材料工作点的耗能，因此该电机效率高，电流小，发热低。

因永磁体的存在，该电机具有较强的反电势，其自身阻尼作用比较好，使其在运转过程中比较平稳、噪音低、低频振动小。

感应子式步进电机某种程度上可以看作是低速同步电机。

一个四相电机可以作四相运行，也可以作二相运行。

（必须采用双极