一份很用心的H桥驱动扫盲教程.docx

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1、一份很用心的H桥驱动扫盲教程什么是H桥？H桥是一个比较简单的电路，通常它会包含四个独立控制的开关元器件（例如MoS-FET）,它们通常用于驱动电流较大的负载，比如电机，至于为什么要叫H桥（H-Bridge）,因为长得比较像字母H,具体如下图所示：这里有四个开关元器件QI，Q2,Q3,Q4,另外还有一个直流电机M,Dl,D2,D3,D4是MoS-FET的续流二极管:开关状态下面以控制一个直流电机为例，对H桥的几种开关状态进行简单的介绍，其中正转和反转是人为规定的方向，实际工程中按照实际情况进行划分即可；正转通常H桥用来驱动感性负载，这里我们来驱动一个直流电机；打开Ql和Q4:关闭Q2和Q3；此时

2、假设电机正转，这电流依次经过QI，M,Q4,在图中使用黄色线段进行标注，具体如下图所示：正转反转另外一种状态则是电机反转；此时四个开关元器件的状态如下；关闭QI和Q4：打开Q2和Q3；此时电机反转（与前面介绍的情况相反），这电流依次经过Q2,M,Q3,在图中使用黄色线段进行标注，具体如下图所示；反转调速如果要对直流电机调速，其中的一种方案就是；关闭Q2,Q3；打开Ql,Q4上给它输入50%占空比的PWM波形，这样就达到了降低转速的效果，如果需要增加转速，则将输入PWM的占空比设置为100%；停止状态这里以电机从正转切换到停止状态为例；正转情况下；Ql和Q4是打开状态；这时候如果关闭Ql和Q4,

3、直流电机内部可以等效成电感,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Ql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Ql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Ql,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；应用实际使用的时候，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

4、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:1.298N模块这个模块有一个板载5V稳压器，该稳压器可使用跳线的方式进行使能。如果电机电源电压高达12V,我们可以启用5V稳压器，并且5V引脚可以用作输出，例如给ArdUinO板供电。但是，如果电动机电压大于12V,则必须断开跳线，因为这些电压会损坏板载5V稳压器。在这种情况下，5V引脚将用作输入，因为我们需要将其连接到5V电源，以使IC正常工作。我们在这里可以注意到，该IC的电压降约为2V。因此，如果使用12V电源，则电动机端子上的电压约为10V,这意味着我们将无法从12V直流电动机中获得最大

5、速度。这里使用Arduino为例，这是网上找的一个Demo整体的框架如下图所示;1.29N架构#defineenA9#defineini6#definein27#definebutton4introtDirection=0;intpressed=false;voidsetup()pinMode(enAzOUTPUT);piMode(inOUTPUT);pinMode(in2,OUTPUT);pinMode(button,INPUT);/SetinitialrotationdirectiondigitalWrite(inl,LOW);voidloop()Readpotentiometervalu

6、eintpotValue=analogRead(AO);MapthepotentiometervaluefromOto255intpwmutpt=map(potValue,0,1023,0,255);/SendPWMsignaltoL298NEnablepinanalogWrite(eA,pwmutput);Readbutton-Debounceif(digitalRead(button)=true)pressed=!pressed;while(digitalRead(button)=true);delay(20);/Ifbuttonispressed-changerotationdirect

7、ionif(pressed=true&rotDirection=O)digitalWrite(inl,HIGH);digitalWrite(in2zLOW);rotDirection=1;delay(20);/Ifbuttonispressed-changerotationdirectionif(pressed=false&rotDirection=1)digitalWrite(in2zHIGH);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SetUPO中，我们需要设置引脚模式和电机的初始旋转方向。在IoOP()中，我们先读取电位器值，然后将从中获得的值从0到1023变化,线性映射到PWM信号的0到255的值，将其从0到100%的占空比。然后使用analogWrite()函数将PWM信号发送到L298N板的Enable引脚，该引脚实际上驱动电动机。接下来，我们检查是否按下了按钮，如果是的话，我们将输入1和输入2的状态反置，从而改变电动机的旋转方向。该按钮将用作切换按钮，每次按下该按钮都会改变电动机的旋转方向。某宝上这种小车很多，如下图所示:主控可以换成51单片机或者STM32,当然Arduino也没问题，使用L298N就可以快速搭建一个小车了；票宝的小车