1. 基於proteus的51單片機開發實例22-L298N驅動直流電機

1.1. 實驗目的

圖1 L298驅動直流電機

在上一實例中，我們使用H橋驅動直流電機實現正轉、反轉。但是自己搭建電機驅動電路存在兩個問題：電路複雜；分立元器件的電性能需要嚴格一致並且穩定、可靠。在本實例中，我們用專用的電機驅動芯片L298來驅動直流電機。

1.2. 設計思路

在本例中，使用專用的電機驅動芯片L298來驅動控制直流電機，這樣做可以大大簡化電路設計，並且電路性能更為可靠和穩定。

1.3. 基礎知識

電機專用驅動芯片L298從原理上來說，也是H橋驅動電路。它的輸出功率大，輸出電流最大可達4A，最高工作電壓可到50V。用來驅動一般的大功率直流電機完全沒有問題。更為重要的是，L298的輸入控制端可以直接連到單片機的管腳上，因而非常適合單片機控制。

L298的內部結構如下圖所示。

圖2 L298內部結構

從圖中可以看出，引腳IN1~IN4是邏輯電平輸入引腳：如果接直流電機的話，IN1、IN2這兩個腳控制一個直流電機；IN3、IN4這兩個腳控制另一個直流電機。例如IN1輸入高電平1，IN2輸入低電平0，對應OUT1、OUT2兩個引腳上接的直流電機正轉；IN1輸入低電平0，IN2輸入高電平1，對應電機反轉。

ENA、ENB：L298的使能端（高電平有效），可通過這兩個端口實現PWM調速。

下圖是L298直接驅動兩路直流電機的電路圖。

圖中的D1~D8是8個續流二極管。

圖3 L298驅動兩路直流電機

這裡說到了續流二極管，我們順便來了解一下續流二極管是什麼，起什麼作用？

嚴格來說，續流二極管並不是一種真正嚴格意義上的電子元器件，一般快速恢復二極管或者肖特基二極管都可以作為續流二極管，由此可見「續流二極管」並不是一個實質的元件，它只不過是一個在電路中起到「續流」作用的二極管罷了。

「續流二極管」在電路中一般用來保護元件不被感應電壓擊穿或燒壞，以並聯的方式接到產生感應電動勢的元件兩端，並與其形成迴路，使其產生的高電動勢在迴路以續電流方式消耗，從而起到保護電路中的元件不被損壞的作用。而電機一般都是感性負載，所以在電機驅動電路中，續流二極管是少不了的。

1.4. 電路設計

圖1是本實例的電路圖。電路中，L298的IN1和IN2分別接VCC和GND，這種接法可以使直流電機正轉，如果反過來接，則直流電機反轉。

OUT1和OUT2接直流電機兩端。D1~D4這四個二極管是續流二極管。

L298的使能端ENA接單片機的一個I/O口，當該端口輸出高電平時，L298被使能，電機開始轉動。反之，電機停止轉動。

1.5. 程序設計

本實例程序代碼如下。

#include <AT89x52.h>

   
sbit MotoENA = P2^3;    //使能引腳

unsigned char MotoState=0;


int main(void)
{
	IE=0x85;//外部中斷配置
	TCON=0x00;
	
  while(1)
  {
	if(MotoState==1)//啟動按鍵按下，電機開始轉動
		MotoENA=1;
	if(MotoState==0)//停止按鍵按下，電機停止轉動
		MotoENA=0;
  }
}

//外部中斷0服務程序，中斷髮生，控制電機轉動
void int1(void) interrupt 0
{
	MotoState=1;
}

//外部中斷1服務程序，中斷髮生，控制電機停轉
void int2(void) interrupt 2
{
	MotoState=0;
}

本程序中，直流電機的啟動、停止根據兩個按鍵的狀態決定，這兩個按鍵連接在單片機的兩個外部中斷引腳上。當然，也可以不使用外部中斷功能，直接用普通I/O口的輸入檢測功能就可判斷按鍵的狀態，但是考慮到對按鍵事件的響應速度，使用外部中斷更為合適。