引言

在嵌入式系統開發中，電機驅動是一個常見且重要的功能。L298N是一款高電壓、大電流電機驅動芯片，廣泛應用于各種電機控制場景，如直流電機的正反轉、調速，以及步進電機的驅動等。本文將詳細介紹如何使用51單片機來控制L298N電機驅動模塊，幫助大家快速上手相關項目開發。

L298N電機驅動模塊簡介

L298N內部包含4通道邏輯驅動電路，可以方便地驅動兩個直流電機或者一個兩相步進電機。它具有以下主要特點：

• 高電壓、大電流：能夠提供高達46V的電壓和2A的電流，滿足大多數電機的驅動需求。
• 邏輯兼容性好：可以直接與5V邏輯電平的微控制器（如51單片機）連接。
• 控制靈活：通過控制輸入引腳的電平狀態，可以方便地實現電機的正反轉、制動和使能等功能。

從外觀上看，L298N模塊通常由紅色的電路板、黑色的散熱片以及多個引腳和接線端子組成，如圖所示：

（此處可替換為實際圖片鏈接）

模塊上的引腳功能如下：

• 12V供電：為L298N內部電路提供工作電源，一般接12V直流電源。
• 供電GND：電源地，與12V供電的地相連。
• 5V供電：為L298N的邏輯電路提供5V電源，也可為5V單片機供電（注意電流限制）。
• 板載5V使能：當該引腳接高電平時，5V供電輸出有效；接低電平時，5V輸出被切斷。
• 通道A使能（ENA）：控制通道A（輸出A）電機的使能狀態，高電平有效。
• 邏輯輸入（IN1、IN2）：控制通道A電機的正反轉，通過不同的電平組合實現。
• 通道B使能（ENB）：控制通道B（輸出B）電機的使能狀態，高電平有效。
• 邏輯輸入（IN3、IN4）：控制通道B電機的正反轉，通過不同的電平組合實現。
• 輸出A：連接直流電機的一端或步進電機的一相。
• 輸出B：連接直流電機的另一端或步進電機的另一相。

硬件連接

電源連接

1. 將12V直流電源的正極連接到L298N模塊的12V供電引腳。
2. 將12V直流電源的負極連接到L298N模塊的供電GND引腳。
3. 如果51單片機的工作電壓為5V，可以將L298N模塊的5V供電引腳連接到51單片機的5V電源引腳，同時將L298N模塊的供電GND引腳也連接到51單片機的GND引腳。注意，L298N的5V供電能力有限，若同時驅動多個大電流設備，可能需要額外為51單片機提供獨立的5V電源。

注意

“板載5V” 的短接口連上時，12v和GND為電源接入，5V為電源輸出

通道A和通道B的使能引腳短接：可以控制兩個電機的正反轉

邏輯輸入IN1和IN2控制OUT1和OUT2；邏輯輸入IN3和IN4控制OUT3和OUT4；

電機連接

假設我們要驅動一個直流電機，將電機的兩端分別連接到L298N模塊的Output 1（輸出A）和Output 2（輸出B）引腳。

51單片機連接

1. 使能引腳連接：
   • 將51單片機的一個GPIO引腳（例如P1.0）連接到L298N模塊的通道A使能引腳（ENA）。
   • 將51單片機的另一個GPIO引腳（例如P1.1）連接到L298N模塊的通道B使能引腳（ENB）。
2. 邏輯輸入引腳連接：
   • 將51單片機的一個GPIO引腳（例如P1.2）連接到L298N模塊的邏輯輸入引腳IN1。
   • 將51單片機的一個GPIO引腳（例如P1.3）連接到L298N模塊的邏輯輸入引腳IN2。
   • 將51單片機的一個GPIO引腳（例如P1.4）連接到L298N模塊的邏輯輸入引腳IN3。
   • 將51單片機的一個GPIO引腳（例如P1.5）連接到L298N模塊的邏輯輸入引腳IN4。

板載5V使能連接（可選）

如果需要使用L298N模塊的板載5V供電功能，可以將51單片機的一個GPIO引腳連接到板載5V使能引腳，并在程序中進行控制。

軟件編程

電機正反轉

下面以51單片機C語言為例，給出控制直流電機正反轉的代碼示例：

#include <reg51.h>
#include < intrins.h>// 定義引腳
sbit ENA = P1^0;  // 通道A使能引腳
sbit ENB = P1^1;  // 通道B使能引腳
sbit IN1 = P1^2;  // 通道A邏輯輸入引腳1
sbit IN2 = P1^3;  // 通道A邏輯輸入引腳2
sbit IN3 = P1^4;  // 通道B邏輯輸入引腳1
sbit IN4 = P1^5;  // 通道B邏輯輸入引腳2// 延時函數
void delay(unsigned int time)
{unsigned int i, j;for(i = 0; i < time; i++)for(j = 0; j < 1275; j++);
}void main()
{while(1){// 電機正轉ENA = 1;  // 使能通道AIN1 = 1;IN2 = 0;delay(5000);  // 延時一段時間// 電機反轉ENA = 1;  // 保持通道A使能IN1 = 0;IN2 = 1;delay(5000);  // 延時一段時間// 電機停止ENA = 0;  // 失能通道Adelay(5000);  // 延時一段時間}
}

在上述代碼中：

1. 首先定義了與L298N模塊連接的51單片機引腳。
2. delay函數用于實現簡單的延時功能，通過嵌套循環來消耗一定的時間。
3. 在main函數中，通過改變ENA、IN1和IN2的電平狀態來控制電機的正轉、反轉和停止。

電機調速

如果要實現電機的調速功能，可以使用PWM（脈沖寬度調制）技術。以定時器T0產生PWM信號控制ENA引腳為例，代碼如下：

#include <reg51.h>
#include < intrins.h>// 定義引腳
sbit ENA = P1^0;  // 通道A使能引腳
sbit ENB = P1^1;  // 通道B使能引腳
sbit IN1 = P1^2;  // 通道A邏輯輸入引腳1
sbit IN2 = P1^3;  // 通道A邏輯輸入引腳2
sbit IN3 = P1^4;  // 通道B邏輯輸入引腳1
sbit IN4 = P1^5;  // 通道B邏輯輸入引腳2// 定義PWM相關變量
unsigned char PWM_Count;
unsigned char PWM_Duty;// 初始化定時器T0為PWM模式
void Timer0_Init()
{TMOD = 0x01;  // 設置定時器T0為工作方式1TH0 = 0xFE;   // 設置定時器初值，產生1ms的定時周期（假設晶振為12MHz）TL0 = 0x33;ET0 = 1;      // 使能定時器T0中斷EA = 1;       // 使能總中斷TR0 = 1;      // 啟動定時器T0
}// 定時器T0中斷服務程序
void Timer0_ISR(void) interrupt 1
{TH0 = 0xFE;   // 重新賦初值TL0 = 0x33;PWM_Count++;if (PWM_Count >= PWM_Duty){ENA = 0;  // 低電平，電機減速}else{ENA = 1;  // 高電平，電機加速}if (PWM_Count >= 100)  // PWM周期為100ms{PWM_Count = 0;}
}// 設置PWM占空比
void Set_PWM_Duty(unsigned char duty)
{PWM_Duty = duty;
}void main()
{Timer0_Init();while(1){// 電機正轉并設置PWM占空比為50%