一、L298N简介
L298N是SGS公司生产的一款通用的电机驱动模块。其内部包含4路逻辑驱动电路，有两个H桥的高电压大电流全桥驱动器，接收TTL逻辑电平信号，一个模块可同时驱动两个直流电机工作，具有反馈检测和过热自断功能。利用L298N驱动电机时，主控芯片只需通过I/O口输出控制电平即可实现对电机转向的控制，编程简单，稳定性好。

L298N

二、L298N电路图
L298N的电路图如下

L298N电路图

OUT1、OUT2、OUT3和OUT4之间分别接两个电机。IN1、IN2、IN3和IN4引脚接STM32单片机，用来接收单片机发送来的控制电平，控制电机的转动方向，ENA和ENB为使能端。

三、L298N使用方法
L298N通常用于电机驱动，控制电机的转向，转速。电机转向通过IN1，IN2，IN3和IN4的逻辑电平控制，转向通过给输入引脚输入的PWM占空比控制。L298N控制电机转动状态的逻辑功能表如下

L298N控制电机转动状态逻辑功能表

正如上面所说，电机的调速可以通过单片机给输入引脚发送PWM信号来实现。电机的转速与电机两端PWM信号的占空比成正比，占空比越大，电机转速越快。

四、L298N驱动电机实例
一个L298N可以驱动两个电机，博主使用时L298N用12V航模电池供电，L298N输出的5V给单片机供电。这里以利用两个L298N，驱动四个电机，搭配麦克纳姆轮实现车的前进，后退，平移和自转为例，展示一下L298N的配置和使用流程。同时，也对麦克纳姆轮做一个简单介绍。

4.1 麦克纳姆轮简介
麦克纳姆轮与传统轮胎相比可以实现全向移动，能够在较为狭小的空间内任意行进，更加灵活。虽然麦克纳姆轮相比于传统轮胎也有许多缺点，比如麦克纳姆轮的能耗高，成本也高，而且还容易受到地形限制，但是对于机器人大赛以及一些工业生产用的智能车来说，麦克纳姆轮的全向移动优势就表现得十分突出，避障时麦克纳姆轮小车可直接平移，无需提前预留转弯角度，也无需其他传感器辅助，编写程序时更加简洁，所以最终我选择使用麦克纳姆轮来实现小车的全向移动。

麦克纳姆轮

麦克纳姆轮主要是由轮毂和辊子两部分组成，辊子轴线和轮毂轴线夹角为45°，有互为镜像的A/B轮两种，安装时所有轮子辊子的轴线方向都要指向小车的中心，这是因为麦轮的全向移动是通过力的合成和分解来实现的，如果A/B轮混用或者没有按照上述要求安装会导致小车没法正常行驶。

4.2 定时器PWM配置
使用TIM2和TIM3的四个PWM通道（共8路PWM）来控制车速，这里配置了固定的预分频系数和自动重装载值。对于定时器的内容，可见博主STM32速成笔记的定时器介绍部分。TIM2和TIM3初始化程序如下

1. /*
   
2. *==============================================================================
   
3. *函数名称：TIM2_PWM_Init
   
4. *函数功能：初始化定时器2的PWM
   
5. *输入参数：无
   
6. *返回值：无
   
7. *备  注：预分频系数和自动重装载值固定
   
8. *==============================================================================
   
9. */
   
10. void TIM2_PWM_Init (void)
    
11. {
    
12.     // 结构体定义
    
13.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
14.     TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
    
15.     TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
    
16. 
    
17.     // 开启时钟
    
18.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO
    
19.                            | RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
    
20. 
    
21.     // 配置GPIO
    
22.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;
    
23.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    
24.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;   // 复用推挽输出
    
25.     GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    
26.    
    
27.     // 配置TIM2
    
28.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 899;
    
29.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 0;
    
30.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = 0;
    
31.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    
32.     TIM_TimeBaseInit(TIM2, & TIM_TimeBaseInitStructure);
    
33. 
    
34. 
    
35.     // 配置PWM通道1
    
36.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;
    
37.   TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    
38.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
    
39.   TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 899;
    
40.   TIM_OC1Init(TIM2 , &TIM_OCInitStructure);
    
41.   TIM_OC1PreloadConfig(TIM2 , TIM_OCPreload_Enable);
    
42.   
    
43.   // 配置PWM通道2
    
44.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;
    
45.   TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    
46.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
    
47.   TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 899;
    
48.   TIM_OC2Init(TIM2 , &TIM_OCInitStructure);
    
49.   TIM_OC2PreloadConfig(TIM2 , TIM_OCPreload_Enable);
    
50.   
    
51.   // 配置PWM通道3
    
52.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;
    
53.   TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    
54.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
    
55.   TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 899;
    
56.   TIM_OC3Init(TIM2 , &TIM_OCInitStructure);
    
57.   TIM_OC3PreloadConfig(TIM2 , TIM_OCPreload_Enable);
    
58.   
    
59.   // 配置PWM通道4
    
60.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;
    
61.   TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    
62.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
    
63.   TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 899;
    
64.   TIM_OC4Init(TIM2 , &TIM_OCInitStructure);
    
65.   TIM_OC4PreloadConfig(TIM2 , TIM_OCPreload_Enable);
    
66.   
    
67.     // 使能TIM2
    
68.   TIM_Cmd(TIM2 , ENABLE);
    
69. }
    
70. /*
    
71. *==============================================================================
    
72. *函数名称：TIM3_PWM_Init
    
73. *函数功能：初始化定时器3的PWM
    
74. *输入参数：无
    
75. *返回值：无
    
76. *备  注：预分频系数和自动重装载值固定
    
77. *==============================================================================
    
78. */
    
79. void TIM3_PWM_Init (void)
    
80. {
    
81.     // 结构体定义
    
82.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
83.   TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    
84.   TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
    
85.    
    
86.     // 开启时钟
    
87.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO
    
88.                            | RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
    
89.    
    
90.     // 配置GPIO
    
91.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
    
92.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
93.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;   // 复用推挽式输出
    
94.   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);   
    
95.   
    
96.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;
    
97.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
98.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    
99.   GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);   
    
100.   
     
101.     // 配置TIM3
     
102.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 899;
     
103.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;
     
104.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
     
105.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
     
106.   TIM_TimeBaseInit(TIM3 , &TIM_TimeBaseStructure);
     
107.   
     
108.   // 配置PWM通道1
     
109.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;
     
110.   TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
     
111.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
     
112.   TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 900;
     
113.   TIM_OC1Init(TIM3 , &TIM_OCInitStructure);
     
114.   TIM_OC1PreloadConfig(TIM3 , TIM_OCPreload_Enable);
     
115.   
     
116.   // 配置PWM通道2
     
117.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;
     
118.   TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
     
119.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
     
120.   TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 900;
     
121.   TIM_OC2Init(TIM3 , &TIM_OCInitStructure);
     
122.   TIM_OC2PreloadConfig(TIM3 , TIM_OCPreload_Enable);
     
123.   
     
124.   // 配置PWM通道3
     
125.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;
     
126.   TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
     
127.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
     
128.   TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 900;
     
129.   TIM_OC3Init(TIM3 , &TIM_OCInitStructure);
     
130.   TIM_OC3PreloadConfig(TIM3 , TIM_OCPreload_Enable);
     
131.   
     
132.   // 配置PWM通道3
     
133.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;
     
134.   TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
     
135.   TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
     
136.   TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 900;
     
137.   TIM_OC4Init(TIM3 , &TIM_OCInitStructure);
     
138.   TIM_OC4PreloadConfig(TIM3 , TIM_OCPreload_Enable);
     
139.   
     
140.     // 使能TIM3
     
141.   TIM_Cmd(TIM3 , ENABLE);
     
142. }

复制代码

4.3 智能车行驶控制
这里简单阐述一下麦克纳姆轮的全向移动原理。

麦克纳姆轮受力分析

图中实线为车轮转动产生的摩擦力，虚线是分力，合成后可知左侧智能车向前移动，右侧智能车向右移动。其他的移动操作，如自转、平移等原理与之相同，就不再赘述。下面列一下不同行驶状态下，各个电机的旋转状态

运动状态与电机转向对应表

下面是控制程序

1. // 差值决定快慢，差值越大越快
   
2. // 1、2差值代表左后轮和右前轮的速度；3、4差值代表左前轮和右后轮的速度
   
3. // 1-2为正代表正转，为负代表反转，差值代表速度
   
4. /*
   
5. *==============================================================================
   
6. *函数名称：Med_Motor_CarGo
   
7. *函数功能：智能车前进
   
8. *输入参数：无
   
9. *返回值：无
   
10. *备  注：无
    
11. *==============================================================================
    
12. */
    
13. void Med_Motor_CarGo (void)
    
14. {
    
15.     TIM_SetCompare1(TIM2 , 899);
    
16.   TIM_SetCompare2(TIM2 , 300);
    
17.   TIM_SetCompare3(TIM2 , 899);  
    
18.   TIM_SetCompare4(TIM2 , 300);
    
19.    
    
20.   TIM_SetCompare1(TIM3 , 899);
    
21.   TIM_SetCompare2(TIM3 , 300);
    
22.   TIM_SetCompare3(TIM3 , 899);  
    
23.   TIM_SetCompare4(TIM3 , 300);
    
24. }
    
25. /*
    
26. *==============================================================================
    
27. *函数名称：Med_Motor_CarStop
    
28. *函数功能：智能车停止
    
29. *输入参数：无
    
30. *返回值：无
    
31. *备  注：无
    
32. *==============================================================================
    
33. */
    
34. void Med_Motor_CarStop (void)
    
35. {
    
36.     TIM_SetCompare1(TIM2 , 0);
    
37.   TIM_SetCompare2(TIM2 , 0);
    
38.   TIM_SetCompare3(TIM2 , 0);  
    
39.   TIM_SetCompare4(TIM2 , 0);
    
40.    
    
41.   TIM_SetCompare1(TIM3 , 0);
    
42.   TIM_SetCompare2(TIM3 , 0);
    
43.   TIM_SetCompare3(TIM3 , 0);
    
44.   TIM_SetCompare4(TIM3 , 0);
    
45. }
    
46. /*
    
47. *==============================================================================
    
48. *函数名称：Med_Motor_CarBack
    
49. *函数功能：智能车后退
    
50. *输入参数：无
    
51. *返回值：无
    
52. *备  注：无
    
53. *==============================================================================
    
54. */
    
55. void Med_Motor_CarBack (void)
    
56. {
    
57.     TIM_SetCompare1(TIM2 , 300);
    
58.   TIM_SetCompare2(TIM2 , 899);
    
59.   TIM_SetCompare3(TIM2 , 300);
    
60.   TIM_SetCompare4(TIM2 , 899);
    
61.    
    
62.   TIM_SetCompare1(TIM3 , 300);
    
63.   TIM_SetCompare2(TIM3 , 899);
    
64.   TIM_SetCompare3(TIM3 , 300);
    
65.   TIM_SetCompare4(TIM3 , 899);
    
66. }
    
67. /*
    
68. *==============================================================================
    
69. *函数名称：Med_Motor_CarLe
    
70. *函数功能：智能车向左平移
    
71. *输入参数：无
    
72. *返回值：无
    
73. *备  注：无
    
74. *==============================================================================
    
75. */
    
76. void Med_Motor_CarLeft (void)
    
77. {
    
78.     TIM_SetCompare1(TIM2 , 899);
    
79.   TIM_SetCompare2(TIM2 , 300);
    
80.   TIM_SetCompare3(TIM2 , 899);
    
81.   TIM_SetCompare4(TIM2 , 300);
    
82.    
    
83.   TIM_SetCompare1(TIM3 , 300);
    
84.   TIM_SetCompare2(TIM3 , 899);
    
85.   TIM_SetCompare3(TIM3 , 300);
    
86.   TIM_SetCompare4(TIM3 , 899);
    
87. }
    
88. /*
    
89. *==============================================================================
    
90. *函数名称：Med_Motor_CarRight
    
91. *函数功能：智能车向右平移
    
92. *输入参数：无
    
93. *返回值：无
    
94. *备  注：无
    
95. *==============================================================================
    
96. */
    
97. void Med_Motor_CarRight (void)
    
98. {
    
99.     TIM_SetCompare1(TIM2 , 300);
    
100.   TIM_SetCompare2(TIM2 , 899);
     
101.   TIM_SetCompare3(TIM2 , 300);
     
102.   TIM_SetCompare4(TIM2 , 899);
     
103.    
     
104.   TIM_SetCompare1(TIM3 , 899);
     
105.   TIM_SetCompare2(TIM3 , 300);
     
106.   TIM_SetCompare3(TIM3 , 899);
     
107.   TIM_SetCompare4(TIM3 , 300);
     
108. }
     
109. /*
     
110. *==============================================================================
     
111. *函数名称：Med_Motor_ClockwiseRotate
     
112. *函数功能：智能车顺时针自转
     
113. *输入参数：无
     
114. *返回值：无
     
115. *备  注：无
     
116. *==============================================================================
     
117. */
     
118. void Med_Motor_ClockwiseRotate (void)
     
119. {
     
120.     TIM_SetCompare1(TIM2 , 300);
     
121.   TIM_SetCompare2(TIM2 , 899);
     
122.   TIM_SetCompare3(TIM2 , 899);
     
123.   TIM_SetCompare4(TIM2 , 300);
     
124.    
     
125.   TIM_SetCompare1(TIM3 , 300);
     
126.   TIM_SetCompare2(TIM3 , 899);
     
127.   TIM_SetCompare3(TIM3 , 899);
     
128.   TIM_SetCompare4(TIM3 , 300);
     
129. }
     
130. /*
     
131. *==============================================================================
     
132. *函数名称：Med_Motor_CounterClockwiseRotate
     
133. *函数功能：智能车逆时针自转
     
134. *输入参数：无
     
135. *返回值：无
     
136. *备  注：无
     
137. *==============================================================================
     
138. */
     
139. void Med_Motor_CounterClockwiseRotate (void)
     
140. {
     
141.     TIM_SetCompare1(TIM2 , 899);
     
142.   TIM_SetCompare2(TIM2 , 300);
     
143.   TIM_SetCompare3(TIM2 , 300);
     
144.   TIM_SetCompare4(TIM2 , 899);
     
145.    
     
146.   TIM_SetCompare1(TIM3 , 899);
     
147.   TIM_SetCompare2(TIM3 , 300);
     
148.   TIM_SetCompare3(TIM3 , 300);
     
149.   TIM_SetCompare4(TIM3 , 899);
     
150. }

复制代码

五、拓展应用
知道了L298N的控制和调速方法，我们就能做许多事情。比如利用蓝牙来调整智能车行驶速度。实际原理就是通过蓝牙给配置占空比的函数传入数值，改变占空比，从而达到遥控调节车速的目的。这个在后续的实战项目系列中会有相关介绍。



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