L298N電機驅(qū)動模塊：CW32F030C8T6開發(fā)板控制電機旋轉(zhuǎn)速度的功能

L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機驅(qū)動芯片。該芯片采用15腳封裝。主要特點是：工作電壓高，最高工作電壓可達46V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達3A，持續(xù)工作電流為2A；額定功率25W。內(nèi)含兩個H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動器，可以用來驅(qū)動直流電動機和步進電動機、繼電器線圈等感性負載；采用標準邏輯電平信號控制；具有兩個使能控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作有一個邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。使用L298N芯片驅(qū)動電機，該芯片可以驅(qū)動一臺兩相步進電機或四相步進電機，也可以驅(qū)動兩臺直流電機。

一模塊來源

模塊實物展示：

二規(guī)格參數(shù)

驅(qū)動電壓：5V~24V

驅(qū)動電流：2A

邏輯電壓：5V

邏輯電流：36mA

控制方式：PWM

以上信息見廠家資料文件

三移植過程

我們的目標是將例程移植至CW32F030C8T6開發(fā)板上【能夠控制電機旋轉(zhuǎn)速度的功能】。首先要獲取資料，查看數(shù)據(jù)手冊應(yīng)如何實現(xiàn)讀取數(shù)據(jù)，再移植至我們的工程。

3.1查看資料

當(dāng)驅(qū)動電壓為7V~12V的時候，即VCC電機驅(qū)動端子接通驅(qū)動電源時，板載的78M05供給芯片的邏輯電源，指示燈亮，可以不用再外接邏輯電源;如果使用電機驅(qū)動的板載5V供電，接口中的+5V供電端子不要輸入電壓，但是可以引出5V電壓供外部使用(這種即為常規(guī)應(yīng)用!)。

當(dāng)驅(qū)動電壓高于12V，小于等于24V(芯片手冊中提出可以支持到35V，但是按照經(jīng)驗一般L298保守應(yīng)用最大電壓支持到24V已經(jīng)很了不起!)時，比如要驅(qū)動額定電壓為18V的電機。首先必須斷開板載5V使能，指示燈熄滅，不使用板載的78M05供給芯片的邏輯電源，然后在5V輸出端口外部接入5V電壓對L298N內(nèi)部邏輯電路供電。(這種是高壓驅(qū)動的非常規(guī)應(yīng)用!)

5V使能即一個電平為5V的控制信號，當(dāng)此信號輸入有效時且電機驅(qū)動模塊中電源供電正常時，電機驅(qū)動模塊輸出電流。否則即使電源供電正常，電機上也無電流。

L298N使能端（高電平有效，常態(tài)下用跳線帽接于VCC）可通過這兩個端口1實現(xiàn)PWM調(diào)速(使用PWM調(diào)速時取下跳線帽)ENA和ENB接EPWM信號，1N1，1N2，1N3，1N4正常接上高低電平使電機正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)或停轉(zhuǎn)。

注意：L298N供電的5V如果是用另外電源供電的話，(即不是和單片機的電源共用)，那么需要將單片機的GND和模塊上的GND連接在一起，只有這樣單片機上過來的邏輯信號才有個參考0點。板載5V穩(wěn)壓芯片的輸入引腳和電機供電驅(qū)動接線端子導(dǎo)通的。

3.2引腳選擇

引腳說明

硬件SPI與軟件SPI相比，硬件SPI是靠硬件上面的SPI控制器，所有的時鐘邊緣采樣，時鐘發(fā)生，還有時序控制，都是由硬件完成的。它降低了CPU的使用率，提高了運行速度。軟件SPI就是用代碼控制IO輸出高低電平，模擬SPI的時序，這種方法通信速度較慢，且不可靠。

想要使用硬件SPI驅(qū)動，需要確定使用的引腳是否有SPI外設(shè)功能?？梢酝ㄟ^用戶手冊146頁進行查看。

當(dāng)前使用的是硬件SPI接口，而NRF24L01我們需要與它發(fā)送數(shù)據(jù)也需要接收數(shù)據(jù)，故使用的是4線的SPI，使用到了時鐘線SCK、主機輸出從機輸入線MOSI、主機輸入從機輸出線MISO和軟件控制的片選線NSS。所以除了這些引腳需要使用硬件SPI功能的引腳外，其他引腳都可以使用開發(fā)板上其他的GPIO。這里選擇使用PA5/PA6/PA7的SPI復(fù)用功能?。其他對應(yīng)接入的引腳請按照你的需要。這里選擇的引腳見右表。

有SPI功能的引腳

L298N控制電機速度的方式，是通過將IN1與IN2接入PWM，直接通過調(diào)整PWM的占空比進行速度控制。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內(nèi)容類似。

模塊接線圖

3.3移植至工程

移植步驟中的導(dǎo)入.c和.h文件與【CW32模塊使用】DHT11溫濕度傳感器相同，只是將.c和.h文件更改為bsp_L298N.c與bsp_L298N.h。這里不再過多講述，移植完成后面修改相關(guān)代碼。

在文件bsp_L298N.c中，編寫如下代碼。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-24     LCKFB-LP    first version */#include "bsp_L298N.h"

/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：L298N_Init * 函 數(shù) 說 明：PWM配置 * 函 數(shù) 形 參： pre定時器時鐘預(yù)分頻值    per周期 * 函 數(shù) 返 回：無 * 作       者：LC * 備       注：******************************************************************/void L298N_Init(uint16_t ReloadValue){    RCC_L298N_GPIO_ENABLE();        // 使能GPIO時鐘
    RCC_IN1_TIMER_ENABLE();         // 使能通用定時器時鐘    RCC_IN2_TIMER_ENABLE();         // 使能通用定時器時鐘
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;  // GPIO初始化結(jié)構(gòu)體
    GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_IN1|GPIO_IN2;    // GPIO引腳    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;  // 推挽輸出    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;     // 輸出速度高
    GPIO_AF_IN1_ENABLE();       // 使用GPIO復(fù)用功能    GPIO_AF_IN2_ENABLE();       // 使用GPIO復(fù)用功能
    GPIO_Init(PORT_GPIO, &GPIO_InitStruct);    // 初始化

    GTIM_InitTypeDef GTIM_InitStruct;  // 通用定時器初始化結(jié)構(gòu)體
    GTIM_InitStruct.Mode = GTIM_MODE_TIME;               // 定時器模式    GTIM_InitStruct.OneShotMode = GTIM_COUNT_CONTINUE;   // 連續(xù)計數(shù)模式    GTIM_InitStruct.Prescaler = GTIM_PRESCALER_DIV64;    // DCLK = PCLK / 64 = 64MHz/64 = 1MHz    GTIM_InitStruct.ReloadValue = ReloadValue;           // 重裝載值設(shè)置    GTIM_InitStruct.ToggleOutState = ENABLE;             // 輸出翻轉(zhuǎn)功能
    GTIM_TimeBaseInit(BSP_IN1_TIMER, &GTIM_InitStruct);        // 初始化    GTIM_TimeBaseInit(BSP_IN2_TIMER, &GTIM_InitStruct);        // 初始化
    GTIM_OCInit(BSP_IN1_TIMER, BSP_PWM_CHANNEL, GTIM_OC_OUTPUT_PWM_HIGH); // 配置輸出比較通道為PWM模式    GTIM_OCInit(BSP_IN2_TIMER, BSP_PWM_CHANNEL, GTIM_OC_OUTPUT_PWM_HIGH); // 配置輸出比較通道為PWM模式
    GTIM_Cmd(BSP_IN1_TIMER, ENABLE);  // 使能定時器    GTIM_Cmd(BSP_IN2_TIMER, ENABLE);  // 使能定時器
}
/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：AO_Control * 函 數(shù) 說 明：A端口電機控制 * 函 數(shù) 形 參：dir旋轉(zhuǎn)方向 1正轉(zhuǎn)0反轉(zhuǎn)   speed旋轉(zhuǎn)速度，范圍（0 ~ per-1） * 函 數(shù) 返 回：無 * 作       者：LC * 備       注：無******************************************************************/void AO_Control(uint8_t dir, uint32_t speed){    if( dir == 1 )    {        //AO1輸出        GTIM_SetCompare1(BSP_IN1_TIMER, 0 );        //AO2輸出        GTIM_SetCompare1(BSP_IN2_TIMER, speed );    }    else    {        //AO1輸出        GTIM_SetCompare1(BSP_IN1_TIMER, speed );        //AO2輸出        GTIM_SetCompare1(BSP_IN2_TIMER, 0 );    }}

在文件bsp_L298N.h中，編寫如下代碼。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-24     LCKFB-LP    first version */#ifndef _BSP_L298N_H#define _BSP_L298N_H
#include "board.h"
#define RCC_L298N_GPIO_ENABLE()    __RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()
#define PORT_GPIO                  CW_GPIOA
#define GPIO_IN1                   GPIO_PIN_6#define GPIO_IN2                   GPIO_PIN_7
#define GPIO_AF_IN1_ENABLE()       PA06_AFx_GTIM3CH1();       // 使用復(fù)用功能，復(fù)用為通用定時器3#define GPIO_AF_IN2_ENABLE()       PA07_AFx_GTIM4CH1();       // 使用復(fù)用功能，復(fù)用為通用定時器3

#define RCC_IN1_TIMER_ENABLE()      __RCC_GTIM3_CLK_ENABLE()#define RCC_IN2_TIMER_ENABLE()      __RCC_GTIM4_CLK_ENABLE()#define BSP_IN1_TIMER               CW_GTIM3#define BSP_IN2_TIMER               CW_GTIM4
#define BSP_PWM_CHANNEL             GTIM_CHANNEL1


void L298N_Init(uint16_t ReloadValue);void AO_Control(uint8_t dir, uint32_t speed);#endif  /* BSP_L298N_H */

四移植驗證

在自己工程中的main主函數(shù)中，編寫如下。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-24     LCKFB-LP    first version */#include "board.h"#include "stdio.h"#include "bsp_uart.h"#include "bsp_L298N.h"
int32_t main(void){    uint8_t t = 0;
    uint32_t i = 0;
    board_init();
    uart1_init(115200);
    L298N_Init(5000);
    printf("Demo Start....rn");
    while(1)    {        i += 100;        if( i > 5000 )        {            i = 0;            if(t == 0)                    t = 1;            else                    t = 0;        }        AO_Control(t,i);        delay_ms(100);    }}

移植現(xiàn)象：電機速度由慢變快的正反轉(zhuǎn)。

模塊移植成功案例代碼：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1n0S1r1DOuu8fJm0drASp9w?pwd=LCKF

提取碼：LCKF