基于L298N电机驱动模块的设计与实现.doc

万方科技学院

模拟电子技术课程设计

——基于L298N电机驱动模块的设计与实现

系部电气工程与自动化工程

专业名称电气自动化

班级电气（9）班

姓名乔梁

学号 1116202064

指导教师王允建

基于L298N电机驱动模块设计与实现

目录

一、摘要 (2)

二、步进驱动模块方案

1、方案一 (2)

2、方案二 (2)

三、硬件电路设计

3.1 L298N驱动模块 (2)

3.2 电机控制过程 (4)

3.3 步进电机模块 (6)

3.4 PCB设计 (7)

3.5 转速控制设计 (7)

3.6 基于L298N电机驱动模块的设计实物 (8)

四、实验仿真及调试

4.1 实验仿真结果 (8)

4.2 系统联调 (9)

五、总结 (9)

六、仪器清单 (10)

七、参考文献 (11)

基于L298N电机驱动模块的设计与实现

一、摘要

该设计实现了步进电机正传、反转、加速快转、减速慢转的效用,启动系统后,通过控制脉冲来控制系统,经过L298N驱动电路对脉冲进行处理,输出能直接控制步进电机的脉冲信号,在此基础上,重新分配I/O资源,同时可增加驱动芯片L298N的个数,在负载能力范围允许内,还能实现多台步进电机独立正传、反转、加速快转、减速慢转的控制。

二、步进驱动模块方案

1、方案一：

A3972驱动模块是自动收发卡机的设计,是基于双工位(工作通道)的,所以本驱动模块内部自带电机切换电路,可以驱动分时工作的两路电机,

价格昂贵。

2、方案二：

L298N是ST公司生产的芯片。主要特点是：工作电压高,最高工作电压可达46V,并且可以驱动两个二相电机,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。

经实验比较,L298N驱动模块运行可靠,取得效果较好,而且电路的电气性能和散热性能较好,此设计选用L298N驱动模块。

三、硬件电路设计

3.1 L298N驱动模块

L298N（实物图如图一）是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用15脚封装。主要特点是：工作电压高,最高工作电压可达46V；输出电流大,瞬间峰值电流可达3A,持续工作电流为2A；内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器,可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈

等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端,在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端,使内部逻辑电路部分在低电压下工作；并且可以外接检测电阻,将变化量反馈给控制电路。使用L298N驱动电机,该芯片可以驱动两个二相电机,也可以驱动一个四相电机,可以直接通过电源来调节输出电压；

L298N的主要引脚效用如下：

+5V：芯片电压5V；

VCC：电机电压,最大可接50V；

GND：共地接法；

Output1—Output2：输出端,接电机1；

Output3—Output4：输出端,接电机2；

EN1、EN2：高电平有效,EN1、EN2分别为IN1和IN2、IN3和IN4的使能端；

Input1~ Input4：输入端,输入端电平和输出端电平是对应的；

图一L298n实物图

L298n内部原理图

L298n管脚名称命名

3.2 电机控制过程

IN1,IN2,IN3,IN4接收脉冲信号

L298N的1脚和15脚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。OUT1,OUT2 和OUT3,OUT4之间可分别接电动机的一相。5,7,10,12脚接输入控制电平,控制电机的正反转。ENA,ENB控制使能端,控制电机的停转,如图三

控制步进电机的运行速度只要控制系统发出时钟脉冲的频率或换相的周期,即在升速过程中,使脉冲的输出频率逐渐增加；在减速过程中,使脉冲的输出频率逐渐减少,L298N驱动原理图如图二

图二 L298n电机驱动模块原理图