L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊：CW32F030C8T6開(kāi)發(fā)板控制電機(jī)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(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。該芯片采用15腳封裝。主要特點(diǎn)是：工作電壓高，最高工作電壓可達(dá)46V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá)3A，持續(xù)工作電流為2A；額定功率25W。內(nèi)含兩個(gè)H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動(dòng)器，可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、繼電器線圈等感性負(fù)載；采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號(hào)控制；具有兩個(gè)使能控制端，在不受輸入信號(hào)影響的情況下允許或禁止器件工作有一個(gè)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(cè)電阻，將變化量反饋給控制電路。使用L298N芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)，該芯片可以驅(qū)動(dòng)一臺(tái)兩相步進(jìn)電機(jī)或四相步進(jìn)電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電機(jī)。

一模塊來(lái)源

模塊實(shí)物展示：

二規(guī)格參數(shù)

驅(qū)動(dòng)電壓：5V~24V

驅(qū)動(dòng)電流：2A

邏輯電壓：5V

邏輯電流：36mA

控制方式：PWM

以上信息見(jiàn)廠家資料文件

三移植過(guò)程

我們的目標(biāo)是將例程移植至CW32F030C8T6開(kāi)發(fā)板上【能夠控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的功能】。首先要獲取資料，查看數(shù)據(jù)手冊(cè)應(yīng)如何實(shí)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(dòng)電壓為7V~12V的時(shí)候，即VCC電機(jī)驅(qū)動(dòng)端子接通驅(qū)動(dòng)電源時(shí)，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(jī)驅(qū)動(dòng)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(dòng)電壓高于12V，小于等于24V(芯片手冊(cè)中提出可以支持到35V，但是按照經(jīng)驗(yàn)一般L298保守應(yīng)用最大電壓支持到24V已經(jīng)很了不起!)時(shí)，比如要驅(qū)動(dòng)額定電壓為18V的電機(jī)。首先必須斷開(kāi)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(duì)L298N內(nèi)部邏輯電路供電。(這種是高壓驅(qū)動(dòng)的非常規(guī)應(yīng)用!)

5V使能即一個(gè)電平為5V的控制信號(hào)，當(dāng)此信號(hào)輸入有效時(shí)且電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊中電源供電正常時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊輸出電流。否則即使電源供電正常，電機(jī)上也無(wú)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(guò)這兩個(gè)端口1實(shí)現(xiàn)PWM調(diào)速(使用PWM調(diào)速時(shí)取下跳線帽)ENA和ENB接EPWM信號(hào)，1N1，1N2，1N3，1N4正常接上高低電平使電機(jī)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(jī)的電源共用)，那么需要將單片機(jī)的GND和模塊上的GND連接在一起，只有這樣單片機(jī)上過(guò)來(lái)的邏輯信號(hào)才有個(gè)參考0點(diǎn)。板載5V穩(wěn)壓芯片的輸入引腳和電機(jī)供電驅(qū)動(dòng)接線端子導(dǎo)通的。

3.2引腳選擇

引腳說(shuō)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(shí)鐘邊緣采樣，時(shí)鐘發(fā)生，還有時(shí)序控制，都是由硬件完成的。它降低了CPU的使用率，提高了運(yùn)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(shí)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(dòng)，需要確定使用的引腳是否有SPI外設(shè)功能?？梢酝ㄟ^(guò)用戶手冊(cè)146頁(yè)進(jìn)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(shí)鐘線SCK、主機(jī)輸出從機(jī)輸入線MOSI、主機(jī)輸入從機(jī)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(kāi)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(duì)應(yīng)接入的引腳請(qǐng)按照你的需要。這里選擇的引腳見(jiàn)右表。

有SPI功能的引腳

L298N控制電機(jī)速度的方式，是通過(guò)將IN1與IN2接入PWM，直接通過(guò)調(diào)整PWM的占空比進(jìn)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(guò)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(xiě)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(shuō) 明：PWM配置 * 函 數(shù) 形 參： pre定時(shí)器時(shí)鐘預(yù)分頻值    per周期 * 函 數(shù) 返 回：無(wú) * 作       者：LC * 備       注：******************************************************************/void L298N_Init(uint16_t ReloadValue){    RCC_L298N_GPIO_ENABLE();        // 使能GPIO時(shí)鐘
    RCC_IN1_TIMER_ENABLE();         // 使能通用定時(shí)器時(shí)鐘    RCC_IN2_TIMER_ENABLE();         // 使能通用定時(shí)器時(shí)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(shí)器初始化結(jié)構(gòu)體
    GTIM_InitStruct.Mode = GTIM_MODE_TIME;               // 定時(shí)器模式    GTIM_InitStruct.OneShotMode = GTIM_COUNT_CONTINUE;   // 連續(xù)計(jì)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(shí)器    GTIM_Cmd(BSP_IN2_TIMER, ENABLE);  // 使能定時(shí)器
}
/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：AO_Control * 函 數(shù) 說(shuō) 明：A端口電機(jī)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(wú) * 作       者：LC * 備       注：無(wú)******************************************************************/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(xiě)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(shí)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(shí)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(yàn)證

在自己工程中的main主函數(shù)中，編寫(xiě)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(jī)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