最全H桥电机驱动模块L298N原理及应用

以控制直流电机为例，简要介绍了H桥的几种开关状态，其中正反转是人为指定的方向，可根据实际情况进行划分。

H桥通常用于驱动感性负载，这里我们驱动直流电机；

此时假设电机正转，电流依次通过 Q1 ， M ， Q4 ，图中标注黄色线段，如下图所示：

另一种状态是电机反转；此时，四个开关元件的状态如下；

此时，电机反转（与上述情况相反），电流依次通过 Q2 ， M ， Q3 ，图中标注黄色线段，如下图所示：

如果要调速直流电机，方案之一就是；

关闭 Q2 ， Q3 ；

打开 Q1 ， Q4 上给它输入 50% 占空比的PWM波形；

这达到了降低速度的效果。如果需要增加速度，则输入PWM占空比设定为100%；如下所示

以电机从正转切换到停止状态为例，正转时； Q1 和 Q4 是开放状态；

如果此时关闭 Q1 和 Q4 ，直流电机内可以产生等效成电感，也就是感性负载，电流不会突变，那么电流将继续保持原来的方向进行流动，这时候我们希望电机里的电流可以快速衰减，这里有两种办法：

第一种：关闭 Q1 和 Q4 ，这时候电流仍然会通过反向续流二极管进行流动，此时短暂打开 Q1 和 Q3 从而达到快速衰减电流的目的。

第二种：准备停止的时候，关闭 Q1 ，打开 Q2，这时候电流并不会衰减地很快，电流循环在Q2，M，Q4之间流动，通过MOS-FET的内阻将电能消耗掉。

实际使用的时候，用分立元件制作H桥是很麻烦的，市面上已经有很多比较常用的IC方案，比如常用的L293D、L298N、TA7257P、SN754410等。接上电源、电机，通过输入控制信号就可以驱动电机了。

下面是某宝上的L298N模块，比较常见，对于新手玩家非常友好，接线也十分简单。

#define enA 9
#define in1 6
#define in2 7
#define button 4
 
int rotDirection = 0;
int pressed = false;
 
void setup() { 
        
  pinMode(enA, OUTPUT);
  pinMode(in1, OUTPUT);
  pinMode(in2, OUTPUT);
  pinMode(button, INPUT);
  // Set initial rotation direction
  digitalWrite(in1, LOW);
  digitalWrite(in2, HIGH);
}
 
void loop() { 
        
  // Read potentiometer value
  int potValue = analogRead(A0); 
  // Map the potentiometer value from 0 to 255
  int pwmOutput = map(potValue, 0, 1023, 0 , 255); 
  // Send PWM signal to L298N Enable pin
  analogWrite(enA, pwmOutput); 
 
  // Read button - Debounce
  if (digitalRead(button) == true) { 
        
  pressed = !pressed;
  }
  while (digitalRead(button) == true);
  delay(20);
 
  // If button is pressed - change rotation direction
  if (pressed == true  & rotDirection == 0) { 
        
    digitalWrite(in1, HIGH);
    digitalWrite(in2, LOW);
    rotDirection = 1;
    delay(20);
  }
  // If button is pressed - change rotation direction
  if (pressed == false & rotDirection == 1) { 
        
    digitalWrite(in1, LOW);
    digitalWrite(in2, HIGH);
    rotDirection = 0;
    delay(20);
  }
}

简单描述一下：首先我们需要定义程序所需的引脚和变量。

在setup()中，我们需要设置引脚模式和电机的初始旋转方向。

虽然我们不能够确认原文作者所有的结论、公式都是正确的。但看到他清晰的话语、生动的插图、详尽的公式分析反映了他从一个需要设计小型电机H桥电路驱动工程出发 ，不停的在思索桥电路工作的各环节的原理和一些控制细节，并最终后总结成博文。可以体会到他内心在整个知识增长过程中的喜悦。

参考资料

• H-Bridges – the Basics | Modular Circuits
• https://blog.csdn.net/tiandiren111/article/details/112130898