1、L297-L298 中 文 资 料 介 绍时间：2009 -06-11 21:17:16 来源： 资料室 作者：L297 步进马达 控制器（英文：Stepper Motor Controllers）L297 的工 作原 理 介绍L297 是意大利 SGS半导体公 司生产的步进电机专用控制器，它能产生 4 相控制信号 ，可用于计算机控制的两相双极和四 相单相步进电机， 能够用单四拍、 双四拍、 四相八拍方式控制步进电机。 芯片内的PWM斩波器电 路可开关模式下调节步进 电机绕组中的电机绕组中的电流。该集成电路采用了S GS公司的模拟/数字兼容的I2L 技术，使用 5V的电源电压，全部信 号的连接
2、都与TFL/CMOS或集 电极开路的晶体管兼容。 L297 的芯片 引脚 特别紧凑， 采用双列直插 20 脚塑封封装， 其引脚 见图 1，内部 方框见图 2。在图 2 所示的 L297 的内部方 框图中。变换器是一个重要组成部分。变换器由一个三倍计算器加某些组合逻辑电路组成， 产生一个基本的八格雷码(顺序如图 3 所示) 。由变换器产生 4 个输出信 号送给后面的输出逻辑部分，输出逻辑提供禁止和 斩波器功能所需的相序。 为了获得电动机良好的速度和转矩特性， 相序信号是通过 2 个P WM斩波 器控制电动波器包含有一 个比较器、一个触发器和一个外部检测电阻，如图 4 所 示，晶片内部的通用振荡器
3、提供斩波频率脉冲。 每个斩波器的触发 器由振荡器的脉冲调节， 当负载电流提高时检测电阻上的电压相对提高， 当电压达到Uref 时(Uref是根据峰值负载电流而定 的)， 将触发器重置， 切断输出， 直至第二个振荡脉冲到来、 此线路的输出(即触发器Q 输出)是一恒定速率的PWM信号， L297 的CONTROL 端的输入决定斩波器对相位线A ， B， C， D或抑制线INH1 和INH2 起作用 。 CONTROL为 高电平时， 对A ， B， C，D有抑制作 用；为低电平时，则对抑制线INH1 和INH 2 有抑制作 用 ，从而可对电动机和转矩进行控制。图 1 L297引 脚图图 2 L297
4、 内 部方框电路图图 3 L297 变 换器换出的八步雷格码（顺时针旋转） 图 4 斩波器线路图 5 多个 L297 同步工作连 接图L297 ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS 绝 对最 大额 定 值：Symbol符 号Parameter 参数 Value 数值 Unit单 位Vs Supply voltage 电源电 压 10 VL297 ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Refer to the block diagram Tamb = 25 , Vs =5V unless otherwise specified) L297 电气特 性：Symbol符
5、 号Parameter 参数 Test conditions 测试 条件 最 小 典 型 最 大 单 位Vs Supply voltage (pin 12) 电 源电压 4.75 7 VIsQuiescent supply current静 态电源 电 流（ 引脚12) Outputs floating 50 80 mAViInput voltage输入电压 （ 引脚 11，1 7，18，19，20 ）Low 0.6 VHigh 2 Vs VIiInput current输 入电流 （ 引脚 11，17，18，19，20 ）Vi = L 100 AVi = H 10 AVenEnable in
6、put voltage 使 能输入 电 压 （ 引 脚10）Low 1.3 VHigh 2 Vs VIenEnable input current使 能输入电 流（ 引 脚10）Ven = L 100 AVen = H 10 AVoPhase output voltage 相输出电 压（ 引 脚4，6，7 ， 9）Io = 10mA VOL 0.4 VIo =5mA VOH 3.9 VVinhInhibit output voltage (pins 5, 8) 抑 制输出电 压（ 引脚 5，8）Io = 10mA Vinh L 0.4 VIo =5mA Vinh H 3.9 VVSYNC Sy
7、nc Output Voltage 同步输 出 电压Io = 5mA VSYNC H 3.3 VIo = 5mA VSYNC V 0.8IleakLeakage current(pin3)泄 漏电流 (引脚3) VCE = 7 V 1 AVsat Saturation voltage饱和电压( 引脚 3) I = 5 mA 0.4 VVoffComparators offset voltage比较器的 偏移电压 （ 引脚13 ，14， 15） Vref = 1 V 5 mVIoComparator bias current 比 较器偏 置 电流（ 引脚 13， 14，1 5） -100 10
8、mAVrefInput reference voltage输入参考 电压（ 引脚 15） 0 3 VVi Input signals 输 入信号 7 VPtot Total power dissipation 总功 率耗散 (Tamb = 70) 1 WTstg, Tj Storage and junction temperature 储存和结 温 -40 to + 150 L297 各 引 脚功 能 说明1 脚(SYNG) 斩波器输出端。如多个 297 同步控制， 所有的SYNC端都要连在一起，共用一套振荡元件。如果使用外 部时钟源，则时钟信号接到此 引脚上。2 脚(GND) 接地端。3 脚
9、(HOME) 集电极开路输出端 。 当L 297 在初始状态( ABCD=0101)时， 此端有指示。 当此 引脚有效时， 晶体管开路。4 脚(A)A相驱动信号。5 脚(INH1) 控制A 相和B 相的驱动极。当此引脚为低电平时，A 相、 B相驱动控制被禁止；当线圈级断电时，双极性桥 用这个信号使负载电源快速衰减。若CONTROL 端输入是 低电平时，用斩波器调节负载电流。6 脚(B)B 相驱动信号。7 脚(C) C相驱动信号。8 脚(INH2) 控制C相和D 相的驱动级。作用同INH1 相 同。9 脚(D)D 相驱动信号。10 脚(ENABLE)L297 的 使能输入端。当它为低电平时，IN
10、H1 ，IN H2，A ，B，C ，D都为低电平。当系统被复位时 用来阻止电机驱动。11 脚(CON TROL)斩波器 功能控制端。低电平时使INH1 和INH2 起 作用，高电平时使A，B ，C ，D起作用。12 脚(Vcc) +5V电源输入端。13 脚(SENS2) C相、D 相 绕组电流检测电压反馈输入端。14 脚(SENS1) A相、B相 绕组电流检测电压反馈输入端。15 脚(Vref )斩波器基准电压输入端。加到此 引脚的电压决定绕组电流的峰值。16 脚(OSC) 斩波器频率输入端。一个RC网络接至此引角以决定斩波器频率，在多个L 297 同步工 作时其中一个接到RC网络，其余的此引
11、角接地，各个器件的脚 I (SYNC)应连接到一起这样可杂波的引入问题如图 5 所示。17 脚(CW/CC W)方向控制端。 步进电机实际旋转方向由绕组的连接方法决定 。 当改变此 引脚 的电平状态时， 步进电 机 反向旋转。18 脚(C LOCK)步进时钟输入端。该 引脚输入负脉冲时步进电机向前步进一个增量，该步进是在信号 的上升沿产生。19 脚(HA LF/FULL)半步 、 全步方式 选择端。 此 引脚输入高电平时为半步方式(四相八拍)， 低电平时为全步方式。 如 选择全步方式时变换器在奇数状态，会得到单相工作方式(单四拍)。20 脚(RESET)复位输入端。此 引脚输入负脉冲时，变换器
12、恢复初始状态 (A BCD=0101)。L297 驱 动 相序 的 产生L297 能产生单 四拍 、 双四拍和四相八拍工作所需的适当相序 。 3 种方式的 驱动相序都可以很容易地根据变换器输出的格雷 码的顺序产生， 格雷码的顺序直接与四八拍(半步方式) 相符合 ， 只要在脚 19 输入一 高电平即可得到。 其波形图如图 6 所 示。tCLK Clock time 时钟时间 0.5 stS Set up time 建 立 时间 1 stH Hold time 保 持时间 4 stR Reset time 复位时间 1 stRCLK Reset to clock delay 重 置时钟延 迟 1
13、s图 6 四相八拍 模式波形图通过交替跳过在八步顺序中的状态就可以得到全步工作方式，此时需在脚 19 接一低 电平，前已述及根据变换器的状态可得到四拍或双四拍 2 种工作 模式，如图 7，8 所示。图 7 单四 拍模式波形图图 8 双四拍模式波形图L298 简 介：L298N 为S GS-THOMSON Microelectronics 所 出产的双 全桥 步进电机 专用 驱动芯片 ( DualFull-Bridge Driver ) ， 内部包 含 4 信 道逻辑驱 动电 路，是一 种二 相 和四相 步进 电机的专 用驱动器，可 同时 驱动 2 个二相 或 1 个 四相步 进电机， 内含 二
14、个H-Bridge 大电流双 全桥 式驱动器 ，接 收标准 的高电 压、TTL逻辑准 位 信号， 可 驱 动 46V、 2A以下的步 进电 机， 且可 以直 接透过电 源来 调节输出 电压 ； 此芯片 可直 接由单片机 的I O端口来提 供 模拟时序 信号 ，但在本 驱动 电路中 用 L297 来提供 时序 信号 ，节省了 单片机 IO 端 口的使用 。L298N 之 接 脚如图 9 所 示，Pin1 和 Pin15 可与 电流侦 测用电阻 连 接来控制 负载 的电路； OUTl、 OUT2 和 OUT3、 OUT4 之间 分别接2 个步 进电机 ；i nput1input4 输入 控 制电位
15、来 控制 电机的正 反转 ；Ena ble 则 控制电机 停转 。图 9 L298引脚图图 10 L298 内部 逻辑图L298 ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS 绝 对最 大额 定 值：L298 PIN FUNCTIONS (refer to the block diagram) 引 脚功能 （请参 阅框图 ）：引 脚 PowerSO Name Function 功 能说明1;15 2;19 Sense A; Sense B电流监测 端,1 、 15 和 PowerSO 的 2、 19 用法一 样， SEN1、 SEN2分别为两 个 H 桥的电流 反 馈脚， 不 用时 可以直
16、接 接地2;3 4;5 Out 1; Out 2 1Y1、1Y2 输 出端Symbol 符号 Parameter 参数 Value 数值 单 位VS Power Supply 电源 50 VVSS Logic Supply Voltage 电源电压 7 VVI,Ven Input and Enable Voltage 输入 电压 和启用 0.3 to 7 VIO峰 值输出 电流( 每通 道)A非重复性 (t= 100ms) 3重复(8 0% on 20% off; ton = 10ms) 2.5直流运行 2Vsens Sensing Voltage 感应 电 压 1 to 2.3 VPtotT
17、otal Power Dissipation (Tcase=75)总功 率耗 散(Tcas e=75) 25 WTop Junction Operating Temperature 结 工作温度 25 to 130 Tstg,Tj Storage and Junction Temperature 储存温度 40 to 150 L298 ELECTRICAL CHARACTERISTICS(VS=42V;VSS=5V,Tj=25 ; unless otherwisespecified)电 气特性 ：Symbol符 号Parameter 参数 Test Conditions 测试条 件 最 小 典
18、 型 最 大 单 位VSSupply Voltage (pin 4) 电源电压（ 引脚 4 ） Operative ConditionVIH+2.5 46 VVSSLogic Supply Voltage (pin 9)逻 辑 电路电源 电压 （ 引脚 9 ） 4.5 5 7 VIS Quiescent Supply Current (pin4) 静 态电源 电流（ 引脚 4 ）Ven =H;IL=0Vi =L 13 22mAVi =H 50 70Ven =L Vi =X 4 mAISS Quiescent Current from VSS (pin9) VSS的 静 态电流 ( 引脚 9)V
19、en =H;IL=0Vi =L 24 36mAVi =H 7 12Ven =L Vi =X 6 mAViLInput Low Voltage 输入 低电平电 压（ 引脚5， 7，10 ，1 2） 0.3 1.5VViHInput High Voltage 输 入高电平 电 压（ 引脚5， 7，10 ，1 2） 2.3 VSSVIiLLow Voltage Input Current 低电 平输入电 流（ 引脚 5，7，1 0，12） Vi = L 10AIiHHigh Voltage Input Current 高 电 平输入电 流（ 引脚 5，7，1 0，12） Vi = H VSS 0.6
20、V 30 100A4 6 VS 功率电源 电压 ,此 引脚与地 必须连 接 100nF电容 器5;7 7;9 Input 1; Input2 1A1、1A2 输入端， TTL 电平兼容6;11 8;14 Enable A; Enable BTTL 电平 兼 容 输入 1 EN、 2EN 使能端 ，低电平 禁止 输出8 1,10,11,20 GND GND 地9 12 VSS 逻辑电源 电压 。 此 引脚 与地必须连 接 100nF电 容器10;12 13;15Input 3; Input42A1、2A2 输入端， TTL 电平兼容13;1416;17 Out 3; Out 4 2Y1、2Y2
21、输出端 监测 引脚 15 3;18 N.C. Not Connected 空图 11 L298 外形图L297/L298 组 合 应用 实例：297 加驱动器 组成的步进电机控制电路具有以下优点：使用元件少，组件的损耗低，可靠性高体积小，软件开发简单， 并且计算机( 或单片机 )硬件 费用大大减少 。 L297 与 L298 配合使用控制双极步进电机工作电流可达 2.5A； 如与 L293E 配套使用，步进电机绕组电流。图 12 为 L297 和 L298 组成的控制驱动器的线路图。L297 的特性是 只需要时钟、 方向和模式输入信号。 相位是由内部产生的， 因此可减轻计算机(或单片机)和程序
22、设计的负 担。L 298 芯片 是一种高压、大电流双 H 桥 式驱动器。L297 和 L298 组合控制驱动的步进电机可用于如打印机的托架位置、 记录仪的进给机构， 以及打字机、 数控机床、 软 盘 驱动器、机器人、绘图机、复印机、阀门等设备和装置。Ven = LEnable Low Voltage 使能端高电 平 电压（ 引脚 6，11） 0.3 1.5 VVen = HEnable High Voltage 使 能端低电 平电压（ 引脚 6，11） 2.3 VSS VIen = L Low Voltage Enable Current(pins 6, 11) 低电 平启动 电流 Ven =
23、 L 10 AIen = H High Voltage Enable Current(pins 6, 11) 高电 平启动 电流 Ven =H VSS 0.6V 30 100 AVCEsat(H) Source Saturation VoltageIL =1A 0.95 1.35 1.7VIL =2A 2 2.7VCEsat(L) Sink Saturation VoltageIL = 1A (5) 0.85 1.2 1.6VIL = 2A (5) 1.7 2.3VCEsat Total DropIL = 1A (5) 1.80 3.2VIL = 2A (5) 4.9Vsens Sensing Voltage电流监测 电压 (引脚 1，15) 1(1) 2 V图 12 L297/L298 典型应用 电路图
