基于FPGA控制的步进电机细分驱动器的设计与现实

【摘要】步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。步进电机并不能像普通的直、交流电机在常规下使用,它需要专门的驱动器。步进电机驱动器是把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移即控制系统每发一个脉冲信号,通过驱动器就使步进电机旋转一个步距角,也就是说脉冲信号的频率决定了步进电机的转速。所以想要对电机精确调速就可以控制步进脉冲信号的频率,控制步进脉冲的个数,就可以对电机精确定位。当要求步进电动机有更高的分辨率更小的步距角,这时的解决途径就是细分驱动。在许多高新技术领域内,对步进电机的细分驱动控制器要求也越来越高。因此,研究开发出高性能的步进电机驱动控制器不仅有着重大的现实意义,而且具有极大的经济价值。随着大规模集成电路FPGA/CPLD的发展,采用EDA技术对步进电机的细分驱动进行控制设计突显出便利优势,为设计步进电机细分驱动控制器提供了一种新的思路。本文分析了步进电机驱动及其细分驱动的基本原理,研究了基于EDA硬件平台GW48-PK2开发系统,在EDA软件平台上以硬件描述语言VHDL为描述手段完成对四相步进电机的八细分驱动控制器的设计,并将设计文件自动地完成逻辑和仿真测试,直至将编译文件下载到EDA开发平台GW48-PK2上,进行功能验证。经过试验,利用FPGA技术设计的步进电机细分驱动控制器可以较好地控制电机地正反转和细分/非细分。使利用软件技术来完成对硬件电路的设计想法得以实现。
【作者】王艳华；
【导师】王志慧；胡文弢；
【作者基本信息】内蒙古大学，电子与通信工程，2013，硕士
【关键词】EDA技术；步进电机；细分驱动；FPGA；

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