Design

L298N控制直流电机正反转

文/张天鹏  徐磊  北京林业大学工学院

摘要：在分析了直流电机驱动芯片

L298N

的性能、结构的基础上，结合

SPCE061A

EMU

BOARD单片机(61板)，介绍实现驱

动直流电机的转正反一种简单方法.文中给出了控制原理图，还给出来了控制直流电机正反转驱动程序。实际测试表明，利用该方法设

计的直流电机驱动系统具有硬件结构简单、软件编程容易。

关键词：直流电机  单片机  L298N

一、背景介绍

(一)预备知识

1．

熟悉凌阳单片机的工作原理。

2．

熟悉键盘扫描原理和L298n驱动电机原理。

3．

熟悉汇编语言及C语言。

(二)直流电机控制原理

对于普通直流电机，

其控制方法比较简单，

只需给电机的两

根控制线加上适当的电压即可使电机转动起来，

电压越高则电

机转速越高。

对于直流电机的速度调节，

可以采用改变电压的方

法，

也可采用PWM调速方法。

PWM调速就是使加在直流电机两端的

电压为方波形式，

加在电机两端的电压就在VLoad和0V之间不停

的跳变，

对应的电机电压波形如图 1 所示

：

图1  PWM调速原理图

此时加在电机两端的平均电压Uo=Th/

(Th+Tl)

*VLoad，

可

以通过调整PWM的占空比来改变Th和Tl的比值。

这样就可以通

过PWM调节加在电机两端的平均电压，

从而改变电机的转速。

与

步进电机类似，

不能将单片机的I/O直接与直流电机的引线相

接，

而要在二者之间增加驱动电路。

也可利用L298N电机驱动芯

片实现直流电机驱动

(注

：

我们小组在本次试验中采用L298N芯

片驱动直流电机正反转)

。

(三)L298N芯片资料

恒压恒流桥式2A驱动芯片L298N：

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I

O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—7

V

电压。

4脚VS接电源电压，

VS电压范围VIH为＋2.5—46

V。

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。

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。

二、设计目的

(1)

熟悉凌阳十六位单片机系统板－61板的基本构成

和使用方法；

(2)

了解直流电机的原理及控制方法；

(3)

掌握

SPCE061A的I/O、

定时器等操作方法；

(4)

掌握单片机的一般编

程技巧；

(5)

掌握61板系统调试的一般步骤及方法。

三、设计题目

(

1

)

利用定义好的键，

控制直流电机的正转、

反转和停止

；

(2)

在电机停转状态下

，

按KEY1键使电机正向转动，

按KEY2键

使电机反向转动；

(3

)

按KEY3键使电机停止转动；

(4)

可利用自

己的实验板和外扩电路

(面包板)

完成。

四、设计说明

(一)系统设计

根据设计题目的要求分析，

系统分成两个部分：

1．

直流电机驱动和控制。

2．

按键控制。

根据系统的功能现选择61板作为单片机控制处理部分，

而按键采用61板上自带的三个按键

(键值给IOB，

再从IOB给IOA

口，

A口给信号给芯片，