L297/L298步进电动机控制器-驱动器

L297单片步进电动机控制器集成电路适用于双极性两相步进电动机或单极性四相步进电动机的控制。用L297输出信号可控制L298双H桥驱动集成电路，用来驱动电压为46V、每相电流为2.5A以下的步进电动机。L297也可用来控制由达林顿晶体管组成的分立电路，驱动更高电压、更大电流的步进电动机。L297采用固定斩波频率的PWM恒流斩波方式工作。

1.L297步进电动机控制器L297采用模拟/数字电路兼容的I'L工艺，20脚DIP塑料封装，常以+5V供电，全部信号线是TTL/CMOS兼容。

如图5-17所示，L297的核心是脉冲分配器。它产生三种相序信号，对应于三种不同的工作方式：

·半步(HALFSTEP)方式

·基本步距(FULLSTEP,整步),一相激励方式·基本步距，两相激励方式

它接受从上位计算机来的信号有三个：·CW/CCW正/反转(17脚)

·HALF/FULL半步/基本步距(19脚)·STEP步进脉冲(18脚)

脉冲分配器内部是一个3bit可逆计数器，加上一些组合逻辑，产生每周期8步格雷码时序信号，这也就是半步工作方式的时序信号。此时HALF/FULL信号为高电平。半步工作方式输出

波形见图5-18,它表示8步(拍)工作，初状态(HOME)是ABCD=0101。

若HALF/FULL取低电平，得到基本步距工作方式。当脉冲分配器工作于奇数状态(1、3、5、7),则为两相激励方式，见图5-19。如果选择脉冲分配器工作于偶数状态(2、4、6、8),则为

单相激励方式，见图5-20。

禁止信号INH1(5脚)和INH2(8脚)接L298使能输入端，其作用是使进入关断状态的相绕组电流快速衰减。此两信号是低电平有效。但在两相激励基本步距工作方式时，两禁止信号保持为高电平，两相绕组一直处于工作状态，没有关断，见图5-19。

禁止信号的作用可由图5-21说明。图中表示以H桥向一相绕组驱动，设A为高电平，B为低电平，有电流经V、V₄和Rs流过相绕组。当A变为低电平，有环流流经VD₂、V₄、Rs和绕组，衰减较慢，增加了在Rs上的损耗。若此时，由INH1作用将4个晶体管都关断，环流改从地经VD₂、VD₃到电源Vs快速衰减(如图中虚线所示),从而加快了电动机的响应。此时，Rs上不流过续流电流，可使用较小功率的电阻。

两个禁止信号分别是由A、B和C、D以“或逻辑”得到的。INH1=A+B

INH2=C+D

信号RESET(20脚)是异步复位信号，其作用是将脉冲分配器复位，回到零位(HOME),即状态1,ABCD=0101。此时状态输出信号(HOME)为1。用此信号和系统的机械零位传感器信号共同作用，可精确确定系统的原点。

用使能信号ENABLE(10脚)控制输出逻辑，它为低电平时，INH1、INH2、A、B、C、D均被强制为低电平，使L298驱动器不工作。

L297还设有两个PWM斩波器来控制相绕组电流，实现恒流斩波控制，以获得良好的转矩-频率特性。每个斩波器由一个比较器、一个RS触发器和外接采样电阻组成，并设有一个公用振荡器，向两个斩波器提供触发脉冲信号。脉冲频率f是由外接16脚的RC网络决定的，当R>10kΩ时

当用多个L297控制多台步进电动机时，可用1脚(SYNC)实

现其同步化。

振荡器脉冲使触发器置“1”,电机绕组相电流上升，采样电阻Rs的电压上升到基准电压VREF时，比较器翻转，使触发器复位，功率开关关断，电流下降。等待下一个振荡器脉冲的到来。这样，触发器的输出是恒频的PWM信号，调制L297的输出信号。相绕组电流峰值由VREF来整定。

CONTROL信号(11脚)用来选择斩波信号的控制。当它是低电平时，斩波信号作用于两个禁止信号，而它是高电平时，斩波信号作用于A、B、C、D信号。前者适用于单极性工作方式。而对于双极性工作方式的电机，这两种控制方式都可以采用。

2.半步工作方式的改进在半步工作方式时，有两种不同的激励状态：一种是两相激励；另一种是一相激励。它们交替出现，输出转矩不相等，引起步进电动机总转矩下降。采用禁止信号控制基准电压的方法可以得到改进。

半步工作方式下单相激励状态时，两个禁止信号INH1和

INH2是低电平，利用它们控制给L29715脚的基准电压输入值比两相激励状态时增大1.4倍左右，即可使步进电动机单相激励状态下的转矩相应增大约1.4倍。从而使8拍工作下每拍的转矩基本相等。实际应用时，考虑到转矩-电流特性的非线性，依实际情况，适当增大

相电流增加的比例，见图5-22

和图5-23。

3.L298双H桥驱动器L298是双H桥高电压大电流功率集成电路，可用来驱动继电器、线圈、直流电动机和步进电动机等电感性负载。由图5-24可见，每个H桥的下侧桥臂晶体管发射极连在一起，其输出脚(1和15)用来连接电流检测电阻。9脚接逻辑控制部分的电源，常用+5V。4脚为电机驱动电源Vs。5、7、10、12脚输入标准TTL逻辑电平信号，用来控制H桥的开与关。6、11脚则为使能控制端。本功率集成电路采

用SGS公司特有的Multiwatt塑料封装，15个引脚，可用螺钉固定在散热器上。

L297可应用于打印机(送纸滚轮定位、菊花轮定位、纸和色带送进)、打字机、绘图机、软盘驱动器、电传机、照片冲晒机、电子出纳机、望运镜、光学文字识别机、复印机等步进电动机的控制。利用一片L298与之组成一个完整的系统，可驱动两相步进电动机、最高电压为46V,每相电流达2A。

L298也可并联使用，输出端OUT1与OUT4并联，OUT2和OUT3并联，输入端IN1和IN4并联，IN2和IN3并联。用一片L298驱动一相绕组，为了留有一定裕量，以考虑电流分布可能不平衡，驱动电流可允许达到3.5A。用两片L298与一片L297配合使用，可驱动更大功率的两相步进电动机。