万方数据⋯-·一一1。-。f。--_·-。。N在直流电机PWM调速系统中的应用。L298的产品，其内部包含4通上上二个H桥的高电压大电÷』可驱动46V、2A以下的电上OⅢ¨一V。。·D式中：U表示电机的平均速度；、厂。。表示电机(潍坊学院，山东潍坊261061)要：介绍了L298N芯片的特点和工作原理，提出了基于L298N芯片设计电机PWM控制系统的方法，设计出了电机调速系统电路图，重点研究了基于MCS一51单片机用软件产生PWM信号的途径，并讨论了一种独特的通过采用计数法加软件延时法实现PwM信号占空比调节的方法。运行试验表明，系统工作稳定可靠，满足直流电动机的调速要求。关键词：L298N；电机；调速；控制系统电子技术的高度发展，促使直流电机调速逐步从模拟化向数字化转变，特别是单片机技术的应用，使直流电机调速技术又进入到一个新的阶段，智能化、高可靠性已成为它发展的趋势。本文在研究直流电机驱动技术和PWM方法的基础上，设计了基于L298N芯片的直流电机调速系统硬件电路，并提供一种用单片机软件实现PWM调速的方法。L298N是SGS公司道逻辑驱动电路，即内含流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，机[1]。由L298N构成的PWM功率放大器的工作形式为单极可逆模式，2个H桥的下侧桥晶体管发射极连在一起，其引脚排列如图1所示，1脚和15脚可单独引出连接电流采样电阻器，形成电流传号。L298可驱动2个电机，OUTl、OUT2和OUT3、0UT4之间分别接2个电动机。5、7、10、12脚接输入控制电平，控制电机的正反转，ENA、ENB接控制使能端，控制电机的停转心]。这些特性使得L298N很适合用作小型直流电机控制芯片。PWM基本原理PWM即脉冲宽度调制(Pulsetion)，它是指将输出信号的基本周期固定，通过调整基本周期内工作周期的大小来控制输出功率的方法。在PWM驱动控制的调整系统中，按一个固定的频率来接通和断开电源，并根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短[3]。因此，PWM又被称为“开关驱动装置”。如图2所示，在脉冲作用下，当电机通电时，速度增加；电机断电时，速度逐渐减少。只要按一定规律，改变通、断电的时间，即设电机始终接通电源时，电机转速最大为V。。，设占空比为D=t／T，则电机的平均速度为：全通电时的速度(最大)；D—t／T表示占空比。由公式(1)可见，当改变占空比D时，就可以得到不同的电机平均速度，从而达到调速的目的[4’5]。根据实际控制的需要，本文给出了基于AT89C52型单片机和L298N的直流电机调速系统的硬件连接图。如图3所示，L298N采用外接电源单独供电工作方式，电源电压为12V。本系统选用一19—孙绪才摘中图分类号：TP273．文献标识码：A文章编号：1671—4288(2009)04一0019一03L298N的工作原理WidthModula—可让电机转速得到控制。3系统硬件设计作者简介：孙绪才(1978一)。男，山东日照人，潍坊学院助教，硕士。第9卷第4期2009年7月潍坊学院学报JournalWeifangJul．20091图1L298N外部引脚2T。图2PWM控制原理图(1)*收稿日期：2008—12—16ofUniversityV01．9No．4ENAENBSENSEASENSEBINlIN2．t十VS+VSSOUTlOuT2OUT3IN3GND31314。，_——L．万方数据To≥'／工Yes、Y／YesIAT89C52作为CPU，它是一种低功耗、高性能，片内带4KB快闪可编程／擦除只读存储器的8位CMOS微控制器，与MCS一51型微控制器产品系列兼容，使用高密度、非易失存储技术制造，不需扩展即能满足要求[6]。本系统通过三个开关SWl、SW2、SW3分别与P2．3、P2．4、P2．5相连，其中SWl用于系统加速，SW2用于系统减速，SW3用于系统正反转凋节，同时，P0口将设定的速度值送到LCD上显示，以方便观察电机工作状态。根据L298N的输人输出关系(见表1)，使能控电平时，通过PWM信号输入端INl和IN2可以控制电动机的正反转(输入端INl为PWM信号，输入端IN2为低电平，电动机正转；输入端IN2为PWM信号，输入端INl为低电平，电动机反转)；当它为低电平时，驱动桥路上的4个晶体管全部截止，使正在运行的电动机电枢电流反向，电动机自由停止。电动机的转速由单片机调节PWM信号的占空比来实软件设计C51编制了产生PWM信号的软件，该软件采用计数法加软件延时法进行设计。如图4所示，单片机上电后，系统进入准备状态。当按动启动按钮后，首先判断是否有健按下，然后分别进入计数值与预定值比较环节，当计数值与预定值相等时，清计数寄存器，如果此时发生定时器中断，则进入延时程