基于L298N电机驱动模块的设计与实现

职业技术学院毕业设计基于L298N电机驱动模块的设计与实现系部电子信息工程系专业名称电子信息工程技术班级姓名学号指导教师年02月15日技术学院电子信息工程系基于L298N电机驱动模块的设计与实现I基于L298N电机驱动模块设计与实现摘要该设计实现了步进电机正传、反转、加速快转、减速慢转的功能，整个系统通过写入单片机中的程序分配好控制字的存储单元以及相应的内存地址赋值；启动系统后，从单片机的I/O口输出控制脉冲，经过L298N驱动电路对脉冲进行处理，输出能直接控制步进电机的脉冲信号，在此基础上，重新分配I/O资源，同时可增加驱动芯片L298N的个数，在负载能力范围允许内，还能实现多台步进电机独立正传、反转、加速快转、减速慢转的控制。关键词：AT89C51；L298N；步进电机技术学院电子信息工程系基于L298N电机驱动模块的设计与实现IIBasedonL298NmotordrivermoduledesignandimplementationAbstractThisdesignrealizedstepmotor,reversedays,speedinguptheturnfast,slow,slowturnfunction,thewholesystembywritingtothesinglechipmicrocomputerprogramallocationgoodcontrolofthewordandthecorrespondingstorageunitofthememoryaddressassignment;Rebootyoursystem,fromsinglechipI/Omouthoutputcontrolpulse,afterL298Ndrivingcircuitpulseprocessing,theoutputcandirectlycontrolthestepmotorpulsesignal.Onthisbasis,toredistributetheI/Oresources,alsocanincreasethenumberofL298Ndrivechip,loadabilityrangewithintheallowedin,stillcanachievemoreTaiBuintomotorindependentfilm,inversion,accelerateturnfast,slow,slowturncontrol.Keywords:AT89C51;L298N;Steppingmotor技术学院电子信息工程系基于L298N电机驱动模块的设计与实现III目录1引言.......................................................................................................................12方案论证.................................................................................................................22.1单片机小系统选择方案.................................................................................22.2步进驱动模块方案.........................................................................................22.3键盘模块方案.................................................................................................23系统设计思路.........................................................................................................44硬件电路设计.........................................................................................................54.1单片机最小系统.............................................................................................54.1.1时钟电路................................................................................................54.1.2复位电路................................................................................................64.2L298N驱动模块..............................................................................................64.3键盘输入模块.................................................................................................84.4步进电机模块.................................................................................................95软件系统的设计...................................................................................................115.1主程序设计...................................................................................................115.2转速控制子程序设计...................................................................................125.3键盘扫描子程序设计...................................................................................136实验仿真及调试...................................................................................................166.1实验仿真结果...............................................................................................166.2系统联调.......................................................................................................16总结...........................................................................................................................18致谢...........................................................................................................................19参考文献.....................................................................................................................20附录附录一AT89C51单片机小系统原理图附录二L298N驱动模块原理图附录三AT89C51单片机小系统PCB图附录四L298N驱动模块PCB图技术学院电子信息工程系基于L298N电机驱动模块的设计与实现IV附录五产品实物图附录六产品程序技术学院电子信息工程系基于L298N电机驱动模块的设计与实现1基于L298N电机驱动模块的设计与实现1引言步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移的控制电机。目前由于数字技术、计算机技术和永磁材料的迅速发展，推动了步进电机的发展。本设鉴于目前各个领域对自动化的需要，采用AT89C51单片机与L298N驱动模块驱动步进电机工作，并将它应用于各种复杂的控制领域，特别是用在机器人领域提高生产力和降低劳动强度起到重要作用。由于步进电机具有快速启动、精确步进和定位等特点，因而在数控机床、绘图仪、打印机以及光学仪器中也得到广泛的应用。技术学院电子信息工程系基于L298N电机驱动模块的设计与实现22方案论证本设计用到的硬件有AT89C51单片机小系统，L298N驱动模块，二线四相步进电机，独立键盘一个。根据实际情况和性价比，作出了如下的方案。2.1单片机小系统选择方案方案一：PIC一般用于工业级，优势是抗干扰性能强。只是PIC的RAM和ROM容量不是很大，PIC芯片公司更建议使用汇编，并且没有专门开发C编译器。方案二：AVR价格稍贵,性价比高，自制下载线方便,存储空间较大,C编译器有多种。一般相同的时钟下AVR处理速度是PIC的3倍，性价比是它的优势。方案三：AT89C51系列单片机是新一代超强抗干扰/高速/低功耗的单片机，是MCS-51系列单片机的派生产品；它们在指令系统中、硬件系统和片内资源与标准的8051单片机完全兼容，无需专用的编程器/仿真器，可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，价格便宜。经三方比较，AT89C51实惠，购买方能改变，并且满足本设计需要，容易学习，所以选择该单片机小系统。2.2步进驱动模块方案方案一：A3972驱动模块是自动收发卡机的设计，是基于双工位(工作通道)的，所以本驱动模块内部自带电机切换电路，可以驱动分时工作的两路电机，价格昂贵。方案二：L298N是ST公司生产的芯片。主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达46V，并且可以驱动两个二相电机，可以直接通过电源来调节输出电压；可以直接用单片机的I/O口提供信号，而且电路简单，使用比较方便。经实验比较，L298N驱动模块运行可靠，取得效果较好，而且电路的电气性能和散热性能较好，此设计选用L298N驱动模块。技术学院电子信息工程系基于L298N电机驱动模块的设计与实现32.3键盘模块方案方案一：行列式键盘是用N条I/O线作为行线，M条I/O线作为列线组成的键盘，在行线和列线的每个交叉点上，设置一个按键中按键的个数是MN个。方案二：独立式键盘接口中使用多少根I/O线，键盘中就有几个按键，键盘接口使用了4根I/O口线，该键盘就有4个按键，这种类型的键盘，其按键比较少，且键盘中各按键的工作互不干扰。经比较，本设计需要的按钮较少，方案二这种形式的键盘结构，能够有效的提高单片机系统中I/O的利用率，适用于按键输入少的情况，故采用方案二。技术学院电子信息工程系基于L298N电机驱动模块的设计与实现4