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表3 L298N参数
工作电控制信号直流5V，电机电压直流压 3V-46V 最大工2.5A 额定功25W 作电流 率 特点 具有信号指示，转速可调，抗干扰能力强，具有电压和电流保护，可独控制两台直流电机，PWM脉宽平滑调速，可实现正反转。 尺寸 80mmX45mm
图10 管脚连接示意图
接口连接说明： +5V：芯片电压5V。 VCC：电机电压12V。 GND：共地接法。 IN1-IN4接单片机。
ENA\\ENB接单片机高电平有效。 L298N逻辑功能如下表：
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表4 L298N逻辑功能表
IN1 X 1 0 0 1 IN2 X 0 1 0 1 ENA 0 1 1 0 0 电机 停止 顺时针 逆时针 停止 停止 3.3PWM控制
3.3.1PWM调速简介
PWM控制技术是一种脉冲宽度调制技术，采用该技术可等效获得想要的波形。通过控制电路通断来获得所需脉冲。用此方式输出的波形平滑谐波少，再按特定规则进行脉宽调制，获得所需电压大小和输出频率。
要控制电机转速，通常采用脉宽调制（PWM），基本方法是在特定频率下向电机提供脉冲方波，利用不同占空比的方波信号对电机进行调速。其原因是电机线圈会产生很大的感抗，阻碍了输入电流和电压的突变能力，这样的话脉冲输入信号就被分配到作用时间上，通过改变始能端输入方波的占空比来改变电机两端的电压大小，从而达到精调电机转速的目的。以下介绍两种方法实现脉宽调制：
（1）用软件方式来实现：编写延时程序，当执行程序时交替改变端口输出状态，即可获得脉宽调制信号。要获得不同的占空比只要改变延时时间。
（2）采用硬件获得调制信号，无需CPU参与，减小CPU处理周期。 3.3.2 PWM控制电机的特点
电机在静止状态下突然启动时会有一个很大的静态摩擦力，电机转子与负载质量会产生摩擦力，电动机本身也会产生很大的摩擦力，可简单概括为电机启动时的阻力力矩，当电机的转矩小于阻力力矩时电机无法启动，且会因此系统会产生大量的热量，但是这种方法也有其优点，就是控制原理简单输出波动小，线性好，对其他电路干扰小。
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只要半导体功率器件工作在开关状态便可通过宽带调制控制电机出入电压，进一步控制电机运行速度。开关驱动方式可调节功率半导体工作在此状态，当开关管的驱动信号为高电平时，开关管导通，直流电动机电枢绕组两端有电压U。在连续的两个时间区间内驱动信号高低电平切换，以此重复即可。 3.3.3 PWM输出波形和计算
图11电压波形图
电枢绕组两端电压平均值U为：
U =（t1×U）/（t1＋t2）
=( t1×U)/T=D*U
式中D为占空比，D=t/T，D为一个周期T内的开关管导通时间t与T的比值。D在0 ≤D≤1区间内变化，占空比D的大小决定着电压平均值U，通过改变D的值改变输出电压的值，实现PWM调速。可用宽频调速、调款调频、定频调宽法调整占空比，通常采用的是定频调宽。占空比越大则输出平均电压越大，电机转动的也就越快，反之越慢。
3.4直流电动机特性简介
直流电动机的机械特性方程式为：
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n?UNR?Ra?adT?n0??n 2Ke?NKeKt?N式中 UN 、ΦN ——额定电枢电压、额定磁通量；
Ke 、Kt —— 与电机有关的常数； Rad、Ra——电枢外加电阻、电枢内电阻； n0、△n——理想空载转速、转速降； n---电动机转速。
分析上式可得，当分别改变 UN和 Rad时，可以得到不同的转速 n，从而实现对速度的调节。由于Φ =F(If)，当改变励磁电流If时，可以改变磁通量ΦN的大小，从而达到变磁通调速的目的。但由于励磁线圈发热和电动机磁饱和的限制，电动机的励磁电流 If和磁通量 ΦN只能在低于其额定值的范围内调节，故只能弱磁调速。而对于调节电枢外加电阻 Rad 时，会使机械特性变软，导致电机带负载能力减弱。于他励直流电机来说，当改变电枢电压 UN时，分析人为机械特性方程式，得到人为特性曲线如图16所示：
图12 直流电机机械特性曲线
如图15所示，理想空载转速n0随电枢电压升降而发生相应的升降变化。不
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同电枢电压的机械特性曲线相互平行，说明硬度不随电枢电压的变化而改变，电机带负载能力恒定。当我们平滑调节他励直流电机电枢两端电压时，可实现电机的无级调速。基于以上特性，改变电枢电压，实现对直流电机速度调节的方法被广泛采用。
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轮式机器人电机驱动系统设计 - 图文
