L298N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;额定功率25W。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;可以外接检测电阻,将变化量反馈给控制电路。使用L298N芯片驱动电机,该芯片可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机,也可以驱动两台直流电机。
一、模块来源
二、规格参数
驱动电压:5V~24V
驱动电流:2A
逻辑电压:5V
逻辑电流:36mA
控制方式:PWM
以上信息见厂家资料文件
三、移植过程
我们的目标是将例程移植至开发板上【能够控制电机旋转速度的功能】。首先要获取资料,查看数据手册应如何实现读取数据,再移植至我们的工程。
1、查看资料
当驱动电压为7V~12V的时候,即VCC电机驱动端子接通驱动电源时,板载的78M05供给芯片的逻辑电源,指示灯亮,可以不用再外接逻辑电源;如果使用电机驱动的板载5V供电,接口中的+5V供电端子不要输入电压,但是可以引出5V电压供外部使用(这种即为常规应用!)。
当驱动电压高于12V,小于等于24V(芯片手册中提出可以支持到35V,但是按照经验一般L298保守应用最大电压支持到24V已经很了不起!)时,比如要驱动额定电压为18V的电机。首先必须断开板载5V使能,指示灯熄灭,不使用板载的78M05供给芯片的逻辑电源,然后在5V输出端口外部接入5V电压对L298N内部逻辑电路供电。(这种是高压驱动的非常规应用!)
5V使能即一个电平为5V的控制信号,当此信号输入有效时且电机驱动模块中电源供电正常时,电机驱动模块输出电流。否则即使电源供电正常,电机上也无电流。
L298N使能端(高电平有效,常态下用跳线帽接于VCC)可通过这两个端口1实现PWM调速(使用PWM调速时取下跳线帽)ENA和ENB接EPWM信号,1N1,1N2,1N3,1N4正常接上高低电平使电机正转,反转或停转。
注意:L298N供电的5V如果是用另外电源供电的话,(即不是和单片机的电源共用),那么需要将单片机的GND和模块上的GND连接在一起,只有这样单片机上过来的逻辑信号才有个参考0点。板载5V稳压芯片的输入引脚和电机供电驱动接线端子导通的。
2、引脚选择
L298N控制电机速度的方式,是通过将IN1与IN2接入PWM,直接通过调整PWM的占空比进行速度控制。因此要求IN1/IN2/IN3/IN4都要使用PWM功能。
注意:在本次示例中只展示IN1和IN2的配置,IN3和IN4内容类似。
3、移植至工程
移植步骤中的导入.c和.h文件与传感器章节的【DHT11温湿度传感器】相同,只是将.c和.h文件更改为bsp_L298N.c与bsp_L298N.h。这里不再过多讲述,移植完成后面修改相关代码。
在文件bsp_L298N.c中,编写如下代码。
/*
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*/
#include "bsp_L298N.h"
#include "board.h"
/******************************************************************
* 函 数 名 称:L298N_Init
* 函 数 说 明:PWM配置
* 函 数 形 参: pre定时器时钟预分频值 per周期
* 函 数 返 回:无
* 作 者:LC
* 备 注:TIM3 为72MHz
******************************************************************/
void L298N_Init(uint16_t pre,uint16_t per)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_IN_TIMER,ENABLE); //使能定时器3时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_GPIO,ENABLE); //使能GPIO外设
//设置该引脚为复用输出功能
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_IN1|GPIO_IN2;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(PORT_GPIO, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO
//初始化TIM
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = per - 1; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =pre - 1; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; // 时钟分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(BSP_IN_TIMER, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
//初始化TIM Channel PWM模式
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性
TIM_OC1Init(BSP_IN_TIMER, &TIM_OCInitStructure); //根据T指定的参数初始化外设TIM
TIM_OC2Init(BSP_IN_TIMER, &TIM_OCInitStructure); //根据T指定的参数初始化外设TIM
TIM_OC1PreloadConfig(BSP_IN_TIMER, TIM_OCPreload_Enable); //CCR1上的预装载寄存器
TIM_OC2PreloadConfig(BSP_IN_TIMER, TIM_OCPreload_Enable); //CCR2上的预装载寄存器
TIM_Cmd(BSP_IN_TIMER, ENABLE); //使能TIM3
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:AO_Control
* 函 数 说 明:A端口电机控制
* 函 数 形 参:dir旋转方向 1正转0反转 speed旋转速度,范围(0 ~ per-1)
* 函 数 返 回:无
* 作 者:LC
* 备 注:无
******************************************************************/
void AO_Control(uint8_t dir, uint32_t speed)
{
if( dir == 1 )
{
//AO1输出
TIM_SetCompare1(BSP_IN_TIMER, 0 );
//AO2输出
TIM_SetCompare2(BSP_IN_TIMER, speed );
}
else
{
//AO1输出
TIM_SetCompare1(BSP_IN_TIMER, speed );
//AO2输出
TIM_SetCompare2(BSP_IN_TIMER, 0 );
}
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在文件bsp_L298N.h中,编写如下代码。
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*/
#ifndef _BSP_L298N_H
#define _BSP_L298N_H
#include "stm32f10x.h"
#include "board.h"
#define RCC_GPIO RCC_APB2Periph_GPIOA
#define PORT_GPIO GPIOA
#define GPIO_IN1 GPIO_Pin_6
#define GPIO_IN2 GPIO_Pin_7
#define RCC_IN_TIMER RCC_APB1Periph_TIM3
#define BSP_IN_TIMER TIM3 // 定时器
void L298N_Init(uint16_t pre,uint16_t per);
void AO_Control(uint8_t dir, uint32_t speed);
#endif /* BSP_L298N_H */
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四、移植验证
在自己工程中的main主函数中,编写如下。
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*/
#include "stm32f10x.h"
#include "board.h"
#include "bsp_uart.h"
#include "stdio.h"
#include "bsp_L298N.h"
int main(void)
{
uint8_t t = 0;
uint32_t i = 0;
board_init();
uart1_init(115200);
L298N_Init(72,1000);
printf("Demo Start....\r\n");
while(1)
{
i += 10;
if( i > 1000 )
{
i = 0;
if(t == 0)
t = 1;
else
t = 0;
}
AO_Control(t,i);
delay_ms(100);
}
}
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上电效果:电机速度由慢变快的正反转。
模块代码下载链接: