STM32 智能小车项目 L298N 电机驱动模块

今天开始着手做智能小车的项目了

在智能小车或机器人项目中，我们经常会听到一个词叫 “H 桥电机驱动”，尤其是常见的 L298N 模块，就是基于“双 H 桥”原理设计的。那么，“H 桥”到底是什么？为什么要用“双 H 桥”来驱动电机？。今天，我们就来深入讲解一种应用极为广泛的电机驱动模块——L298N，了解它的工作原理、引脚功能、接线方式及实际应用。

一、什么是 L298N？

L298N 是一款 双 H 桥电机驱动芯片，内部集成了两个全桥驱动器，能同时控制两个直流电机或一个步进电机。由于其稳定性好、价格低、接线方便，成为 Arduino、STM32、51 单片机等平台中最常见的电机驱动解决方案之一。

二.模块引脚与结构详解

L298N 模块通常包括如下接口：

1. 电源接口

引脚	功能描述
VCC	给电机供电（5~35V）
GND	地线（逻辑地与电源地共用）
5V	给控制逻辑供电，或供外部单片机使用（视跳帽而定）

注意：VCC 是电机电源输入，不是控制电压！

2. 控制引脚

引脚	功能
IN1/IN2	控制电机 A 正反转
IN3/IN4	控制电机 B 正反转
ENA	使能电机 A，同时用于 PWM 调速
ENB	使能电机 B，同时用于 PWM 调速

3. 输出接口

引脚	功能说明
OUT1/OUT2	电机 A 输出
OUT3/OUT4	电机 B 输出

三, H 桥原理简要回顾

H 桥是一种电路结构，用于改变电流方向以实现直流电机的正转、反转、刹车、停止等控制。

一个 H 桥控制一个电机的两个方向，两组 H 桥可控制两个电机，因此称为“双 H 桥”。

IN1	IN2	电机状态
高	低	正转
低	高	反转
高	高	刹车
低	低	停止（断电）

ENA 和 ENB 输入 PWM 信号可以调节电机转速。

四，接线实例：L298N + STM32F103

一、硬件连接说明（以 STM32F103 为例）

L298N 引脚	功能	STM32 引脚	说明
IN1	电机A控制	PA0	GPIO 输出
IN2	电机A控制	PA1	GPIO 输出
ENA	电机A调速	PA2 (TIM2_CH3)	PWM 输出
IN3	电机B控制	PA3	GPIO 输出
IN4	电机B控制	PA4	GPIO 输出
ENB	电机B调速	PA5 (TIM2_CH1)	PWM 输出
GND	地	GND	必须共地

二、GPIO 初始化代码

void L298N_GPIO_Init(void){    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4;    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);}

三、PWM 初始化（使用 TIM2）

void PWM_Init(void){    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_5; // PA2 - CH3, PA5 - CH1    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;// 设置计数频率为 1MHz，PWM频率为1KHz    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1000 - 1;           // ARR    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1;          // PSC (72MHz/72=1MHz)    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;// CH1 -> PA5 -> ENB    TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);    TIM_OC1PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);// CH3 -> PA2 -> ENA    TIM_OC3Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);    TIM_OC3PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);}

四、电机控制函数

// 电机A方向控制void MotorA_Dir(uint8_t dir){if (dir)    {        GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);        GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);    }else    {        GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);        GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);    }}// 电机B方向控制void MotorB_Dir(uint8_t dir){if (dir)    {        GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_3);        GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);    }else    {        GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_3);        GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);    }}// 电机A设置速度（0~1000）void MotorA_SetSpeed(uint16_t speed){    TIM_SetCompare3(TIM2, speed); // TIM2_CH3 -> ENA}// 电机B设置速度（0~1000）void MotorB_SetSpeed(uint16_t speed){    TIM_SetCompare1(TIM2, speed); // TIM2_CH1 -> ENB}

五、主函数调用示例

int main(void){    L298N_GPIO_Init();    PWM_Init();    while (1)    {        // 电机A正转，速度800        MotorA_Dir(1);        MotorA_SetSpeed(800);        // 电机B反转，速度500        MotorB_Dir(0);        MotorB_SetSpeed(500);        Delay_ms(2000);        // 停止        MotorA_SetSpeed(0);        MotorB_SetSpeed(0);        Delay_ms(1000);    }}