精通 L298N 电机驱动：Arduino 控制、原理图与示例代码

概述

本 Arduino 教程将学习如何用 Arduino 控制直流电机。我们将介绍控制直流电机的基本技术，并通过两个示例学习如何使用 L298N 电机驱动板和 Arduino 控制直流电机。

你可以观看下方视频或阅读以下图文教程。

PWM 直流电机调速

控制直流电机速度最常用的方法是控制输入电压，通常采用 PWM（脉宽调制）信号。PWM 通过高频开关电源，调节导通占空比来改变平均电压。

根据电机功率，可用 Arduino PWM 引脚驱动三极管或 MOSFET 栅极，以低功率 PWM 控制高功率电机。

H 桥直流电机换向

控制旋转方向需改变电流方向，最常用的是 H 桥电路。H 桥由四个开关元件（三极管/MOSFET）组成，电机在中心形成 H 形。同时导通对角两管即可改变电流方向，从而改变转向。

结合 PWM 和 H 桥即可完全控制直流电机。L298N 就是集成了这两种功能的驱动芯片。

L298N 驱动板

L298N 是双 H 桥驱动器，可同时控制两路直流电机的速度和方向。驱动电压 5-35V，峰值电流 2A。

引脚说明：两路电机接线端子（A/B），电源端子（GND、VCC、5V）。板载 5V 稳压器由跳线帽启用/禁用：电机供电 ≤12V 时可接跳线帽，5V 引脚作输出可给 Arduino 供电；>12V 必须拔掉跳线帽，5V 引脚作输入需外接 5V 给芯片供电。注意 L298N 内部约 2V 压降，如 12V 供电电机端仅得 ~10V，无法发挥 12V 电机最高转速。

逻辑控制引脚：ENA/ENB 使能并控制速度（接跳线帽全速，接 PWM 调速，接地禁用）；IN1/IN2 控制电机 A 方向，IN3/IN4 控制电机 B。IN1 低 IN2 高 → 正转；IN1 高 IN2 低 → 反转；同电平停止。同理 IN3/IN4。

Arduino 与 L298N 电机驱动

示例 1：电位器调速 + 按钮换向

所需：L298N、直流电机、电位器、按钮、Arduino。

• L298N 驱动板
• 12V 高扭矩直流电机
• 带轮胎直流电机
• Arduino 开发板
• 面包板和跳线

Arduino 代码

/* Arduino 直流电机控制 - PWM | H桥 | L298N - 示例 01 by Dejan Nedelkovski, www.HowToMechatronics.com */
#define enA 9
#define in1 6
#define in2 7
#define button 4
int rotDirection = 0;
bool pressed = false;
void setup() {
  pinMode(enA, OUTPUT); pinMode(in1, OUTPUT); pinMode(in2, OUTPUT); pinMode(button, INPUT);
  digitalWrite(in1, LOW); digitalWrite(in2, HIGH); // 初始正转
}
void loop() {
  int potValue = analogRead(A0);
  int pwmOutput = map(potValue, 0, 1023, 0, 255);
  analogWrite(enA, pwmOutput); // PWM 给使能引脚
  // 按钮消抖切换方向
  if (digitalRead(button) == true) { pressed = !pressed; }
  while (digitalRead(button) == true); delay(20);
  if (pressed && rotDirection == 0) { digitalWrite(in1, HIGH); digitalWrite(in2, LOW); rotDirection = 1; delay(20); }
  if (!pressed && rotDirection == 1) { digitalWrite(in1, LOW); digitalWrite(in2, HIGH); rotDirection = 0; delay(20); }
}

说明：定义引脚变量。setup 设引脚模式和初始方向。loop 读电位器映射 0-255 写 ENA 产生 PWM。按钮消抖后切换 IN1/IN2 电平实现正反转切换。

示例 2：Arduino 机器人小车（摇杆控制双电机）

底盘用 3mm 胶合板，金属支架固定电机，装轮子和万向轮。供电三节 3.7V 锂电串联 11V。

代码核心逻辑：

int xAxis = analogRead(A0); // 摇杆 X
int yAxis = analogRead(A1); // 摇杆 Y

摇杆中位约 512，容差 470-550 视为中立。Y 轴控制前进后退：<470 后退，>550 前进，map 映射为 0-255 PWM。X 轴控制左右转向：<470 左转（左减右加），>550 右转（右减左加），算术运算后用 if 限幅 0-255。低速防抖（<70 设 0）。最后 analogWrite 给 ENA/ENB。

// Y轴前进后退
if (yAxis < 470) { digitalWrite(in1,HIGH); digitalWrite(in2,LOW); digitalWrite(in3,HIGH); digitalWrite(in4,LOW); motorSpeedA=map(yAxis,470,0,0,255); motorSpeedB=map(yAxis,470,0,0,255); }
else if (yAxis > 550) { digitalWrite(in1,LOW); digitalWrite(in2,HIGH); digitalWrite(in3,LOW); digitalWrite(in4,HIGH); motorSpeedA=map(yAxis,550,1023,0,255); motorSpeedB=map(yAxis,550,1023,0,255); }
else { motorSpeedA=0; motorSpeedB=0; }
// X轴左右
if (xAxis < 470) { int xMapped=map(xAxis,470,0,0,255); motorSpeedA-=xMapped; motorSpeedB+=xMapped; if(motorSpeedA<0)motorSpeedA=0; if(motorSpeedB>255)motorSpeedB=255; }
if (xAxis > 550) { int xMapped=map(xAxis,550,1023,0,255); motorSpeedA+=xMapped; motorSpeedB-=xMapped; if(motorSpeedA>255)motorSpeedA=255; if(motorSpeedB<0)motorSpeedB=0; }
// 低速防抖
if (motorSpeedA<70) motorSpeedA=0; if (motorSpeedB<70) motorSpeedB=0;
analogWrite(enA,motorSpeedA); analogWrite(enB,motorSpeedB);

完整机器人小车代码

/* Arduino 直流电机控制 - PWM | H桥 | L298N 示例 02 - Arduino 机器人小车控制 by Dejan Nedelkovski, www.HowToMechatronics.com */
#define enA 9 #define in1 4 #define in2 5
#define enB 10 #define in3 6 #define in4 7
int motorSpeedA=0, motorSpeedB=0;
void setup() {
  pinMode(enA,OUTPUT); pinMode(enB,OUTPUT);
  pinMode(in1,OUTPUT); pinMode(in2,OUTPUT);
  pinMode(in3,OUTPUT); pinMode(in4,OUTPUT);
}
void loop() {
  int xAxis=analogRead(A0); int yAxis=analogRead(A1);
  if (yAxis < 470) { digitalWrite(in1,HIGH); digitalWrite(in2,LOW); digitalWrite(in3,HIGH); digitalWrite(in4,LOW); motorSpeedA=map(yAxis,470,0,0,255); motorSpeedB=map(yAxis,470,0,0,255); }
  else if (yAxis > 550) { digitalWrite(in1,LOW); digitalWrite(in2,HIGH); digitalWrite(in3,LOW); digitalWrite(in4,HIGH); motorSpeedA=map(yAxis,550,1023,0,255); motorSpeedB=map(yAxis,550,1023,0,255); }
  else { motorSpeedA=0; motorSpeedB=0; }
  if (xAxis < 470) { int xMapped=map(xAxis,470,0,0,255); motorSpeedA-=xMapped; motorSpeedB+=xMapped; if(motorSpeedA<0)motorSpeedA=0; if(motorSpeedB>255)motorSpeedB=255; }
  if (xAxis > 550) { int xMapped=map(xAxis,550,1023,0,255); motorSpeedA+=xMapped; motorSpeedB-=xMapped; if(motorSpeedA>255)motorSpeedA=255; if(motorSpeedB<0)motorSpeedB=0; }
  if (motorSpeedA<70) motorSpeedA=0; if (motorSpeedB<70) motorSpeedB=0;
  analogWrite(enA,motorSpeedA); analogWrite(enB,motorSpeedB);
}

本教程到此结束，下期将为这台小车加装蓝牙和无线模块实现手机/无线控制。欢迎评论区提问，别忘了查看我的 Arduino 项目合集。