l298n驱动电机的工作原理_L298N驱动步进电机程序

　　步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件。步进电动机的输入量是脉冲序列，输出量则为相应的增量位移或步进运动。正常运动情况下，它每转一周具有固定的步数；做连续步进运动时，其旋转转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系，不受电压波动和负载变化的影响。由于步进电动机能直接接受数字量的控制，所以特别适宜采用微机进行控制。

　　（一）步进电机的种类

　　目前常用的有三种步进电动机：

　　（1）反应式步进电动机（VR）反应式步进电动机结构简单，生产成本低，步距角小；但动态性能差。

　　（2）永磁式步进电动机（PM）永磁式步进电动机出力大，动态性能好；但步距角大。

　　（3）混合式步进电动机（HB）混合式步进电动机综合了反应式、永磁式步进电动机两

　　者的优点，它的步距角小，出力大，动态性能好，是目前性能最高的步进电动机。它有时也称作永磁感应子式步进电动机。

　　（二）步进电动机的工作原理

　　图X1三相反应式步进电动机结构示意图

　　1——定子 2——转子 3——定子绕组

　　图x1是最常见的三相反应式步进电动机的剖面示意图。电机的定子上有六 个均布的磁极，其夹角是60º。各磁极上套有线圈，按图1连成A、B、C三相绕组。转子上均布40个小齿。所以每个齿的齿距为θE=360º/40=9º，而定子每个磁极的极弧上也有5个小齿，且定子和转子的齿距和齿宽均相同。由于定子和转子的小齿数目分别是30和40，其比值是一分数，这就产生了所谓的齿错位的情况。若以A相磁极小齿和转子的小齿对齐，如图，那么B相和C相磁极的齿就会分别和转子齿相错三分之一的齿距，即3º。因此，B、C极下的磁阻比A磁极下的磁阻大。若给B相通电，B相绕组产生定子磁场，其磁力线穿越B相磁极，并力图按磁阻最小的路径闭合，这就使转子受到反应转矩（磁阻转矩）的作用而转动，直到B磁极上的齿与转子齿对齐，恰好转子转过3º；此时A、C磁极下的齿又分别与转子齿错开三分之一齿距。接着停止对B相绕组通电，而改为C相绕组通电，同理受反应转矩的作用，转子按顺时针方向再转过3º。

　　依次类推，当三相绕组按A→B→C→A顺序循环通电时，转子会按顺时针方向，以每个通电脉冲转动3º的规律步进式转动起来。若改变通电顺序，按A→C→B→A顺序循环通电，则转子就按逆时针方向以每个通电脉冲转动3º的规律转动。因为每一瞬间只有一相绕组通电，并且按三种通电状态循环通电，故称为单三拍运行方式。单三拍运行时的步矩角θb为30º。三相步进电动机还有两种通电方式，它们分别是双三拍运行，即按AB→BC→CA→AB顺序循环通电的方式，以及单、双六拍运行，即按A→AB→B→BC→C→CA→A顺序循环通电的方式。六拍运行时的步矩角将减小一半。反应式步进电动机的步距角可按下式计算：

　　θb=360º/NEr（x-1）

　　式中 Er——转子齿数， N——运行拍数，N=km，m为步进电动机的绕组相数，k=1或2。

　　（三）步进电动机的特性

　　（1）步进电动机必须加驱动才可以运转，驱动信号必须为脉冲信号，没有脉冲信号的时候，步进电动机静止，如果加入适当的脉冲信号，就会以一定的角度（称为步角）转动。转动的速度和脉冲的频率成正比。

　　（2）步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越特性。 （3）改变脉冲的顺序，可以方便的改变转动的方向。

　　工作原理分析：

　　在步进电机驱动模块中，采用了带光耦隔离，抗干扰能力强的TLP521作为隔离电流保护芯片，其中L297的17脚通过给高低电平来控制步进电机的正反转，而18脚为步进时钟输入端，控制每个步数的时间增量，19脚步进电机的半步或者整步的选择，10脚为使能控制端，来控制电机的启停，而经过内部包含 4 信道逻辑驱动电路、高压、大电流双 H 桥式驱动器L298来控制电机的正反转；利用L298实现电机驱动及其正反转，并采用二极管进行续流保护，利用7805提供5v电源给控制器和l298芯片供电，这个电路在工作时间长的情况下容易发热，造成电路不稳定性缺点。

　　主要功能特点是：

　　关键芯片：L298N 双H 桥直流/步进电机驱动芯片

　　L298N 芯片工作电压：DC 4.5~5.5V。

　　电机驱动电源电压DC 5--35V。

　　电源输入正常时有LED 灯指示。

　　PCB尺寸：4.4*5.0cm

　　最大输出电流2A（瞬间峰值电流3A），最大输出功率25W。

　　输出正常时电机运转有LED 灯指示。

　　具有二极管续流保护。

　　可单独控制２台直流电机或１台两相4 线（或6 线）步进电机。

　　可以采用并联接法控制一台高达3A 的直流电机。

　　可实现电机正反转。