步进电机定位控制系统设计

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1、学生学号课程设计题目步进电机定位控制系统设计学院信息工程学院专业班级姓名指导老师2013~2014学年6月20日课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目:步进电机定位控制系统设计初始条件：1.具备电子电路的基础知识及查阅资料和手册的能力；2.熟悉ISE仿真软件的操作与运用；3.掌握步进电机的工作原理。要求完成的主要任务:1.设计一个基于FPGA的4相步进电机定位控制系统，包括步进电机方向设定电路模块、步进电机步进移动与定位控制模块和编码输出模块。2.撰写符合学校要求的课程设计说明书。时间安排：1、2014年06月1

2、1日，布置课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。2、2014年06月12日至2014年06月17日，设计说明书撰写。3、2014年06月18日，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要IAbstractII1设计目标及简介11.1设计目标11.2步进电机简介12VHDL语言介绍23QuartusⅡ介绍34系统组成44.1四相步进电机工作原理44.2系统组成65模块设计75.1FPGA模块图及信号说明75.2系统模块构成75.3各模块间整体共享的电路内部传递信号75.4

3、电机方向设定电路模块75.5步进电机步进移动与定位控制模块85.6编码输出模块96程序设计与仿真107仿真结果148实验总结16参考文献17武汉理工大学《FPGA原理及应用》课程设计报告摘要在分析了步进电机工作原理的基础上，提出了步进电机定位控制系统的模块划分和实现方法。以步进电机四相四拍工作方式为例，用Verilog编程在Altera公司的FPGA开发系统中实现了各功能模块和显示程序。在系统仿真的基础上，进行了功能模块的控制实验，实验结果和仿真一致，实现了对步进电机模组的预定控制。关键词：步进电机定位控制Verilog硬件描述语言

4、FPGA17武汉理工大学《FPGA原理及应用》课程设计报告AbstractOnthebasisofanalysingsteppingmotor’soperationalprinciple，weputforwardmodulesdivisionandrealizingmethodofpositioningcontrolsystemwhichusingsteppingmotor.GivinganexamplesuchassteppingmotorswhichworkinFour-phase-four-stepmode，weuseVeri

5、logprogrammingrealizedeveryfoundationalmoduleanddisplayroutineinAltera’sFPGAdevelopmentsystem.Onthebasisofsystemsimulation，weconductacontrollingexperimentaboutfoundationalmodules，theresultsarethesameassimulation’sresults.Wecarriedouttheexpectedcontrolaboutsteppingmotor

6、.Keyword:steppingmotorpositioningcontrolVHDLFPGA17武汉理工大学《FPGA原理及应用》课程设计报告1设计目标及简介1.1设计目标设计一个基于FPGA的4相步进电机定位控制系统。1.2步进电机简介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。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步

7、进电机来控制变的非常的简单。17武汉理工大学《FPGA原理及应用》课程设计报告2VHDL语言介绍VHDL的英文全名是Very-High-SpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage，诞生于1982年。1987年底，VHDL被IEEE和美国国防部确认为标准硬件描述语言。VHDL主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口。除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL的语言形式和描述风格与句法是十分类似于一般的计算机高级语言。VHDL的程序结构特点是将一项工程设计，或称设计实体（可以是

8、一个元件，一个电路模块或一个系统）分成外部（或称可视部分，及端口）和内部（或称不可视部分），既涉及实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。这种将设计实体分