1. 基于proteus的51单片机开发实例22-L298N驱动直流电机

1.1. 实验目的

图1 L298驱动直流电机

在上一实例中，我们使用H桥驱动直流电机实现正转、反转。但是自己搭建电机驱动电路存在两个问题：电路复杂；分立元器件的电性能需要严格一致并且稳定、可靠。在本实例中，我们用专用的电机驱动芯片L298来驱动直流电机。

1.2. 设计思路

在本例中，使用专用的电机驱动芯片L298来驱动控制直流电机，这样做可以大大简化电路设计，并且电路性能更为可靠和稳定。

1.3. 基础知识

电机专用驱动芯片L298从原理上来说，也是H桥驱动电路。它的输出功率大，输出电流最大可达4A，最高工作电压可到50V。用来驱动一般的大功率直流电机完全没有问题。更为重要的是，L298的输入控制端可以直接连到单片机的管脚上，因而非常适合单片机控制。

L298的内部结构如下图所示。

图2 L298内部结构

从图中可以看出，引脚IN1~IN4是逻辑电平输入引脚：如果接直流电机的话，IN1、IN2这两个脚控制一个直流电机；IN3、IN4这两个脚控制另一个直流电机。例如IN1输入高电平1，IN2输入低电平0，对应OUT1、OUT2两个引脚上接的直流电机正转；IN1输入低电平0，IN2输入高电平1，对应电机反转。

ENA、ENB：L298的使能端（高电平有效），可通过这两个端口实现PWM调速。

下图是L298直接驱动两路直流电机的电路图。

图中的D1~D8是8个续流二极管。

图3 L298驱动两路直流电机

这里说到了续流二极管，我们顺便来了解一下续流二极管是什么，起什么作用？

严格来说，续流二极管并不是一种真正严格意义上的电子元器件，一般快速恢复二极管或者肖特基二极管都可以作为续流二极管，由此可见“续流二极管”并不是一个实质的元件，它只不过是一个在电路中起到“续流”作用的二极管罢了。

“续流二极管”在电路中一般用来保护元件不被感应电压击穿或烧坏，以并联的方式接到产生感应电动势的元件两端，并与其形成回路，使其产生的高电动势在回路以续电流方式消耗，从而起到保护电路中的元件不被损坏的作用。而电机一般都是感性负载，所以在电机驱动电路中，续流二极管是少不了的。

1.4. 电路设计

图1是本实例的电路图。电路中，L298的IN1和IN2分别接VCC和GND，这种接法可以使直流电机正转，如果反过来接，则直流电机反转。

OUT1和OUT2接直流电机两端。D1~D4这四个二极管是续流二极管。

L298的使能端ENA接单片机的一个I/O口，当该端口输出高电平时，L298被使能，电机开始转动。反之，电机停止转动。

1.5. 程序设计

本实例程序代码如下。

#include &<AT89x52.h>   sbit MotoENA = P2^3;    //使能引脚unsigned char MotoState=0;int main(void){IE=0x85;//外部中断配置TCON=0x00;  while(1)  {if(MotoState==1)//启动按键按下，电机开始转动MotoENA=1;if(MotoState==0)//停止按键按下，电机停止转动MotoENA=0;  }}//外部中断0服务程序，中断发生，控制电机转动void int1(void) interrupt 0{MotoState=1;}//外部中断1服务程序，中断发生，控制电机停转void int2(void) interrupt 2{MotoState=0;}

本程序中，直流电机的启动、停止根据两个按键的状态决定，这两个按键连接在单片机的两个外部中断引脚上。当然，也可以不使用外部中断功能，直接用普通I/O口的输入检测功能就可判断按键的状态，但是考虑到对按键事件的响应速度，使用外部中断更为合适。

1.6. 实例仿真

编写程序代码，编译生成HEX文件，将HEX文件装载到proteus电路的单片机中，开始仿真，通过按下不同的按键观察电机的运行状态。需要注意的是，当停止开关按下后，电机由于惯性的作用，不会立即停止转动，而是转速慢慢下降，直至停转。

1.7. 总结

通过本实例，我们学习了电机驱动芯片L298的电路设计和编程实现。同时也顺便了解了续流二极管的作用和使用方法。