用STM32驱动L298N控制智能小车：从原理到实战的完整实现

你有没有试过让一个小车自己动起来？不是遥控，也不是手动推——而是你写代码、接线路，按下下载按钮那一刻，轮子开始转动，仿佛你的思想真的“跑”进了机器里。

今天我们就来做这件事：用一块STM32单片机，驱动L298N电机模块，控制直流电机实现前进和后退。整个过程不跳步、不藏坑，带你从零搭建一个可运行的智能小车运动控制系统。

为什么选STM32 + L298N？

在嵌入式开发中，我们有很多方式控制电机。但对初学者而言，STM32 + L298N是性价比极高的一对组合：

• STM32F1系列（比如常见的蓝 pill 开发板）价格便宜、性能强劲，主频72MHz，自带多个定时器和PWM输出；
• L298N模块是成熟的双H桥驱动芯片，能轻松驱动两个直流电机，支持正反转和调速；
• 两者电平兼容（3.3V → 5V输入没问题），无需额外电平转换；
• 社区资料丰富，出问题也能快速找到答案。

更重要的是：这个组合足够“实在”——它不会像某些集成驱动那样把所有细节封装掉，让你只知其然不知其所以然。相反，你要亲手配置GPIO、设置PWM、理解H桥逻辑……这才是真正掌握底层控制的开始。

先搞懂L298N是怎么让电机转起来的

别急着写代码，先问一个问题：

我们怎么让一个电机往前转？又怎么让它倒车？

答案听起来简单：“换个方向供电”。但具体怎么做？

这就引出了H桥电路的概念。

H桥：控制电机方向的核心结构

想象四个开关组成一个“H”形，中间连着电机：

V+ │ Q1 Q3 ├─ MOTOR ─┤ Q2 Q4 │ GND

通过不同的开关组合，可以改变电流流向：

L298N内部就集成了这样的双H桥结构，你可以把它看作两个独立的“电机方向控制器”。

我们要用到哪些引脚？

以最常见的L298N模块为例，我们需要关注以下关键引脚：

⚠️ 注意：虽然L298N有板载5V稳压器，但从V_MOTOR降压得来，带载能力有限。如果同时给STM32供电，建议使用外部3.3V稳压模块更稳定。

STM32怎么发指令给L298N？

现在轮到MCU登场了。

我们的目标很明确：
1. 用普通GPIO控制IN1和IN2，设定电机转向；
2. 用定时器生成PWM波送到ENA，调节速度；
3. 写几个函数，比如Motor_Forward()、Motor_Backward()，一调就走。

听起来不难，但我们得一步步来。

第一步：硬件连接清单

另外：
- L298N的V_MOTOR接7.4V锂电池（两节串联）；
- 如果你依赖L298N的5V输出给STM32供电，请确认电流需求不超过其负载能力（一般建议≤500mA）；
- 更稳妥的做法是STM32单独由AMS1117-3.3等稳压模块供电，并与L298N共地。

✅ 关键提醒：一定要共地！否则控制信号无法识别。

软件实现：从初始化到前进后退

下面这段代码基于STM32F1标准外设库编写，适用于STM32F103C8T6等常用型号。如果你用的是HAL库，思路一致，只是API不同。

1. GPIO 初始化

我们要配置三组引脚：
- IN1、IN2：普通推挽输出；
- ENA：复用推挽输出（因为要输出PWM）；

void GPIO_Configuration(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // 使能GPIOA时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); // 配置IN1(PA0)、IN2(PA1)为推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 配置ENA(PA6)为复用推挽输出（PWM输出） GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 复用功能 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); }

2. 定时器PWM初始化（TIM2_CH1）

我们选用TIM2通道1，在PA6上输出PWM波。

假设系统时钟为72MHz，想生成1kHz PWM信号：

• 预分频器 PSC = 71 → 得到1MHz计数频率
• 自动重装载值 ARR = 999 → 周期为1000，即1kHz

占空比通过比较寄存器CCR1设置（例如700/1000 = 70%）

void TIM2_PWM_Init(uint16_t arr, uint16_t psc) { TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; // 使能TIM2时钟 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); // 定时器基本配置 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc; TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); // PWM模式配置（CH1） TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = arr * 0.7; // 初始70%占空比 TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); // 启动定时器 TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); }

📌 提示：PWM频率建议设为1kHz以上，最好超过20kHz以避免听到“滋滋”声（人耳听觉上限约20kHz）。若发现电机啸叫，可适当提高频率。

3. 实现前进、后退、停止函数

这些函数就是你未来控制小车的“命令接口”。

// 小车前进 void Motor_Forward(void) { GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0); // IN1 = 1 GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1); // IN2 = 0 TIM_SetCompare1(TIM2, 700); // 设置占空比70% (ARR=1000) } // 小车后退 void Motor_Backward(void) { GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0); // IN1 = 0 GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1); // IN2 = 1 TIM_SetCompare1(TIM2, 700); // 占空比保持70% } // 停止电机 void Motor_Stop(void) { GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0); GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1); TIM_SetCompare1(TIM2, 0); // PWM关闭 → 完全停止 }

💡 技巧：也可以将TIM_SetCompare1(TIM2, 0)改为TIM_CCxCmd(TIM2, TIM_Channel_1, TIM_CCx_Disable)来彻底关闭输出，减少功耗。

主函数怎么写？来个完整流程

int main(void) { // 初始化系统时钟（默认已配置为72MHz） SystemInit(); // 初始化GPIO和PWM GPIO_Configuration(); TIM2_PWM_Init(999, 71); // 1kHz PWM while (1) { Motor_Forward(); // 前进3秒 Delay_ms(3000); Motor_Stop(); // 停止1秒 Delay_ms(1000); Motor_Backward(); // 后退3秒 Delay_ms(3000); Motor_Stop(); // 停止1秒 Delay_ms(1000); } }

只要加上一个简单的延时函数（可以用SysTick或普通循环实现），就能看到小车自动来回跑了！

常见问题与避坑指南

别以为连好线就能跑，实际调试中这些问题经常出现：

❌ 电机不动？检查这几点：

1. 电源是否正常？用万用表测V_MOTOR是否有电压；
2. GND有没有共地？STM32和L298N必须共地，否则信号无效；
3. ENA是否接到正确的PWM引脚？PA6对应TIM2_CH1，不能随便换；
4. IN1/IN2电平是否正确？可用LED或示波器观察；
5. PWM有没有输出？用示波器测PA6是否有方波；
6. 跳帽是否正确设置？有些L298N模块需要拔掉5V使能跳帽才能外接供电；

🔥 L298N发热严重怎么办？

• 这是L298N的老毛病了，它是线性稳压+大电流H桥，效率低、发热高。
• 解决办法：
• 加装金属散热片（必备！）
• 大电流工作时间不宜过长
• 考虑升级为更高效的驱动芯片（如DRV8833、TB6612FNG）

🚫 为什么不能IN1和IN2同时为高？

这是“死区”问题。当IN1=1且IN2=1时，H桥上下管可能同时导通，造成电源短路（俗称“直通”），瞬间大电流会烧毁芯片。

✅ 正确做法：任何时候只允许一种有效状态：
- 正转：IN1=1, IN2=0
- 反转：IN1=0, IN2=1
- 停止：IN1=0, IN2=0 或 ENA=0

可扩展的方向：不止于前进后退

你现在掌握了基础控制，接下来可以轻松拓展更多功能：

你会发现，一旦有了可靠的电机控制底层，上层应用就像搭积木一样简单。

写在最后：动手才是硬道理

你看完这篇文章可能觉得：“哦，原来就这么回事。”

但只有当你真正：
- 插上杜邦线，
- 下载程序，
- 听到电机“嗡”地一声启动，
- 看着小车缓缓向前移动……

那一刻，你会明白：这不是简单的IO翻转，而是一个系统被你唤醒的生命。

STM32 + L298N也许不是最先进的方案，但它足够透明、足够开放，让你看清每一个环节背后的原理。这种“看得见的控制”，正是嵌入式学习最迷人的地方。

所以，别再犹豫了——打开你的开发工具，点亮第一个GPIO，让世界因你而转动。

如果你在实现过程中遇到了其他挑战，欢迎在评论区分享讨论。