智能车电机驱动模块使用详解(1)

电动小车的电机驱动及控制一个电动小车整体的运行性能，首先取决于它的电池系统和电机驱动系统。

电动小车的驱动系统一般由控制器、功率变换器及电动机三个主要部分组成。

电动小车的驱动不但要求电机驱动系统具有高转矩重量比、宽调速范围、高可靠性，而且电机的转矩-转速特性受电源功率的影响，这就要求驱动具有尽可能宽的高效率区。

我们所使用的电机一般为直流电机，主要用到永磁直流电机、伺服电机及步进电机三种。

直流电机的控制很简单，性能出众，直流电源也容易实现。

本文即主要介绍这种直流电机的驱动及控制。

1．H型桥式驱动电路直流电机驱动电路使用最广泛的就是H型全桥式电路，这种驱动电路可以很方便实现直流电机的四象限运行，分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。

它的基本原理图如图1所示。

全桥式驱动电路的4只开关管都工作在斩波状态，S1、S2为一组，S3、S4为另一组，两组的状态互补，一组导通则另一组必须关断。

当S1、S2导通时，S3、S4关断，电机两端加正向电压，可以实现电机的正转或反转制动；当S3、S4导通时，S1、S2关断，电机两端为反向电压，电机反转或正转制动。

在小车动作的过程中，我们要不断地使电机在四个象限之间切换，即在正转和反转之间切换，也就是在S1、S2导通且S3、S4关断，到S1、S2关断且S3、S4导通，这两种状态之间转换。

在这种情况下，理论上要求两组控制信号完全互补，但是，由于实际的开关器件都存在开通和关断时间，绝对的互补控制逻辑必然导致上下桥臂直通短路，比如在上桥臂关断的过程中，下桥臂导通了。

这个过程可用图2说明。

因此，为了避免直通短路且保证各个开关管动作之间的协同性和同步性，两组控制信号在理论上要求互为倒相的逻辑关系，而实际上却必须相差一个足够的死区时间，这个矫正过程既可以通过硬件实现，即在上下桥臂的两组控制信号之间增加延时，也可以通过软件实现（具体方法参看后文）。

驱动电流不仅可以通过主开关管流通，而且还可以通过续流二极管流通。

L298N电机驱动器使用说明书注意：本说明书中添加超的按CTRL并点击连接，即可看到容。

L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。

该芯片采用15脚封装。

主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达46V；输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流为2A；额定功率25W。

含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。

使用L298N芯片驱动电机，该芯片可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机，也可以驱动两台直流电机。

简要说明：一、尺寸：80mmX45mm二、主要芯片：L298N、光电耦合器三、工作电压：控制信号直流5V；电机电压直流3V~46V（建议使用36伏以下）四、最大工作电流：2.5A五、额定功率：25W特点：1、具有信号指示。

2、转速可调3、抗干扰能力强4、具有过电压和过电流保护5、可单独控制两台直流电机6、可单独控制一台步进电机7、PWM脉宽平滑调速8、可实现正反转9、采用光电隔离六、有详细使用说明书七、提供相关软件八、提供例程及其学习资料驱动器结构详解1.信号电源引入端2.控制信号输入端3.直流电机调速PWM脉宽信号输入端。

（控制步进电机或者控制直流电机无需调速时，保持此状态）4.控制信号指示灯5.光电隔离（抗干扰） 6.核心芯片(L298N)7.二极管桥式续流保护8.电源滤波9.端子接线实例一：步进电机的控制实例步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，因此非常适合于单片机控制。

步进电机可分为反应式步进电机（简称VR）、永磁式步进电机（简称PM）和混合式步进电机（简称HB）。

一、步进电机最大特点是：1、它是通过输入脉冲信号来进行控制的。

智能车电机驱动模块使用详解智能车的驱动系统一般由控制器、电机驱动模块及电机三个主要部分组成。

智能车的驱动不但要求电机驱动系统具有高转矩重量比、宽调速范围、高可靠性，而且电机的转矩‐转速特性受电源功率的影响，这就要求驱动具有尽可能宽的高效率区。

控制器采用飞思卡尔16位单片机PWM功能完成，智能车电机一般每一届都有主委会提供，而且型号指定，参数固定。

一般提供的为直流电机。

其控制简单、性能出众、供电方便。

直流电机驱动模块一般使用H型全桥式电路实现电机驱动功能。

H桥驱动工作原理H 桥驱动电路是为了直流电机而设计的一种常见电路，它主要实现直流电机的正反向驱动，其典型电路形式如下。

从图中可以看出，其形状类似于字母“H”，而作为负载的直流电机是像“桥”一样架在上面的，所以称之为“ H 桥驱动”。

4个开关所在位置就称为“桥臂”。

从电路中不难看出，假设开关 QA、QD接通，电机为正向转动，则开关QB、QC接通时，直流电机将反向转动。

从而实现了电机的正反向驱动。

电流的大小，决定了电机的转速，通过PWM的占空比（电流通断比）来决定电流的大小，从而间接控制了电机的转速。

H桥驱动选型分析H 桥驱动的主要性能包括：1、效率，驱动效率高就是要将输入的能量尽量多的输出给负载，而驱动电路本身最好不消耗或少消耗能量。

具体到H桥上，也就是四个桥臂在导通时最好没有压降，越小越好。

2、安全性，不能同一侧的桥臂同时导通；3、电压，电压是指能够承受的驱动电压；4、电流，电压是指能够通过的驱动电流。

根据H桥驱动的主要特性分析，安全性主要由控制部分决定。

在智能车设计中，电机是固定型号的（一般组委会会提供车模和电机），所以所需的电流和电压时有限的，所以H桥驱动的选型会重点关注H桥驱动的效率，即关注MOS管的压降上。

因此我们选择H桥驱动遵循以下原则：(1)由于驱动电路是功率输出，要求开关管输出功率较大；(2)开关管的开通和关断时间应尽可能小；(3)小车使用的电源电压不高，因此开关管的饱和压降应该尽量低。

Neurons智能PID电机驱动模块使用手册1.简介什么是neurons智能PID电机驱动模块？Neurons智能PID电机驱动模块是一个由自带的控制器来进行PID运算、梯形图控制，由板上的L298N来进行直流电机驱动的智能模块。

是一个驱动+ 闭环控制的模块，而非简单地驱动。

使用本模块，您可以只通过串口发送8个字节的命令（或者I2C接口5个字节）就可以控制双路电机（带编码器）的正反转速度，甚至可以直接设定电机的运动距离。

两路电机的PID参数和梯形图参数都可以分别进行设定。

Neurons智能PID电机驱动模块比淘宝上的十几元的电机驱动模块好在哪里？本智能模块包含了电机的驱动和智能控制。

举个例子，如果您在机器人竞赛中需要小车往前行进一定距离，如果仅通过时间控制将会有很大误差。

而使用本模块配合带有编码器的直流电机则能通过PID更为准确地控制电机行进的距离，从而能够让机器人小车做更多的动作。

2.如何使用要使用本模块首先要确保您有一个+12V直流电源和一个+5V直流电源。

其中+12V直流电源是给电机供电用（当然也要确保您的电机工作的额定电压是12V），+5V直流电源是给模块供电用。

1.上位机控制您可以通过计算机的串口来控制电机的转速、行进距离。

这时您需要一个串口线将模块和电脑连接起来提供上位机Demo 软件2.单片机控制（串口）提供arduino例程。

单片机可以是其他种类。

3.单片机控制（I2C）提供arduino例程，单片机可以是其他种类。

3.硬件结构1.主要芯片本模块的主要IC是板上的dsPIC33F MCU和L298N驱动芯片。

其中MCU负责外部指令的处理和PID、梯形图的运算并控制L298N，L298N负责电机的驱动。

板上还带有MAX3232 串口电平转换电路，您可以直接和台式机的RS232接口相连。

2.接口COMS 电平UART接口：输出电压为3.3V，输入电压3.3V或者5V。

可以选择由此接口给模块供+5V直流电。

l298n电机驱动模块工作流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!L298N 电机驱动模块是一种常用的直流电机驱动模块，它可以通过控制输入信号来实现电机的正反转、调速等功能。

2路电机驱动模块的使用方法
2路电机驱动模块的使用方法主要包括以下步骤：
1. 硬件连接：将双路直流电机驱动模块的VCC和GND引脚连接到外部电
源的正负极上，电压范围为5V-12V。

将直流电机的正极连接到M+和M-
引脚上，负极连接到M-和M+引脚上。

将控制板的IO口与模块的IN1、
IN2、IN3、IN4引脚相连，其中IN1和IN2控制第一个电机，IN3和IN4
控制第二个电机。

2. 参数设置：通过控制器或者其他设备，设置双路电机驱动模块的控制参数，如速度、位置、转矩等。

根据实际需求，调整参数以实现所需的运动控制效果。

3. 启动电机：通过控制器或者其他设备，启动双路电机驱动模块，开始控制两个电机的运动。

实时监测电机的状态，根据需要进行调整和优化。

双路电机驱动模块在各个领域都有广泛的应用。

在工业自动化中，可以用于控制机械臂、输送带等设备的运动；在机器人领域，可以用于控制机器人的各个关节的运动；在医疗设备中，可以用于控制手术机器人、医疗影像设备等的运动。

双路电机驱动模块的使用可以提高设备的精确性、稳定性和效率。

以上内容仅供参考，建议咨询专业人士获取更准确的信息。

3.4 电机驱动模块车模原配的直流电机是智能循迹车的前进动力来源，使用7.2V电池直接为其供电，同时采用相应的调速设备对电机速度进行控制，实现智能循迹车的速度控制。

3.4.1电机驱动方式智能循迹车使用的为直流电机，在这里只介绍直流电机的驱动方式。

目前直流电机的调速方式主要有：调节励磁电流和调节电枢电压。

常见的直流电机，其磁场都是固定的，内部是不可调的永磁体，所以调节励磁电流的方法不可行，下面重点介绍调节电枢电压的调速方式。

调节电枢电压的方式也分为两种：可控硅调压和PWM调节。

对于小功率的直流电机最方便、应用最广泛的调速方式就是PWM调节配合H桥或半桥。

20世纪70年代以前，以晶闸管为基础组成的相控整流装置是运动控制系统直流传动中主要使用的变流装置，但由于晶闸管属于半控型器件，使其构成的V －M系统的性能受到一定的限制。

20世纪70年代以后，随着电力电子技术的发展，出现了全控型器件－－门极可关断晶闸管（GTO）、电力场效应晶体管（Power －MOSFET）、绝缘栅极双极晶体管（IGBT），直流电机控制领域向高精度方向发展，PWM驱动装置在中小功率场合，有着晶闸管驱动装置无法比拟的优点，例如：调速范围宽、快速性好、电流波形系数好、功率因数好等。

PWM（Pulse Width Modulation）控制——脉冲宽度调制技术，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。

最终确定智能车电机驱动设计采用MOS管与PWM相结合实现了对电机的调速。

3.4.2全桥和半桥原理全桥和半桥都是利用直流斩波的原理，直流斩波基本结构和原理，如图1所示：图1 直流斩波原理如图1所示，a）原理图中，S 表示电力电子开关器件，VD 表示续流二极管。

当S导通时，直流电源电压U s 加到电机上；当S关断时，直流电源与电机脱开，电动机电枢电流经VD 续流，两端电压接近于零。

如此反复，电枢端电压波形如图，好像是电源电压U s在t on 时间内被接上，又在T –t on 时间内被斩断，故称“斩波”。

因为小车需要能够“前进”、“后退”，所以必须能够控制电机正反转，所以必须使用H
桥驱动，H 桥的驱动分析书中有详细描述。

小车的H 桥电路如下：
4 个桥臂驱动管的作用自不必说，4 个控制驱动管的三极管作用之一是实现电平转换，
因为MCU 和控制逻辑电路使用的是3.3 V，而H 桥使用的是电池电压，用4 节充电电池时将有5V，直接控制，将导致上桥臂无法关断。

作用之二是由于使用的是双极型三极管作为驱动管，而非MOS 管，需要一定的基极电
流驱动，按3A 驱动电流计算，如驱动管的放大倍数为100 倍（通常大电流的放大倍数如此），则基极电流需要30mA，这是CMOS 集成电路无法提供的，所以需要一级电流放大。

这样设计有一个好处，读者如果需要用高电压的直流电机改善小车的性能，或者将控制
器用于控制其它平台（如LEGO 的电机），可以提高电池电压，只需修改驱动管的基极电阻参数即可。

当然，需要将主控板上的5V 稳压电路焊上，否则系统中的轨迹采样、无线接口部分将出问题！！！
在桥路输出端所接的两个LED 是为了调试方便，在程序没有把握时，可以不接电机，靠LED 来指示你的控制是否正常。

否则你必须靠观察电机状态调试，既费电又不直观（看不清是正转还是反转）。

智能车硬件电路1、电源模块利用电池供电，供电电压为7.2V，由此产生5种类型的电压。

1）7.2V—>+5V（为单片机和集成电路芯片大部分供电）2）+5V—>3.3V（为SPI供电）3）±5V—>±12V（为CCD供电）4）+7.2V—>6.4V（为舵机供电）5）+5V—>-5V (为集成运放供电)2、霍尔测速模块3、电机驱动模块4、路径检测模块1）基于CCD的路径检测视频信号分离部分JK触发器实现行采样移位锁存环境检测得到基准电压（Dac0832部分）环境检测得到基准电压（比较器输出，二值化部分）2）基于光电的路径检测5、单片机控制模块1）电机驱动部分PWM6 刹车制动PWM7 方向输出（电机驱动）2）舵机控制部分PWM0和PWM1级联，输出频率为50Hz 的脉宽信号用于舵机的方向控制3）CCD检测路径部分PWM2 1MHz的行值采样信号PT0 上升沿启动场频中断PB2 高电平启动行采样，下降沿锁存行信息PB1 启动移位读入行信息PB0 行信息输入位PB3 DAC0832 输出控制信号4）光电检测输入部分利用ATD0和ATD1共同进行16路A/D转换获得路径信息5）速度检测部分由PT1 采用输入捕获方式进行速度检测。

6）无线通信模块负责传递速度、路径等信息给上位机进行分析，可以进行整车调试等工作7）环境检测部分利用ATD0的AN0对环境信息进行转换，通过滤波的方式求得环境的信息，并将其转换成数字量通过PA口输出至DAC0832，同时利用PB3 启动D/A转换，获得二值化处理的基准电压。