基于fpga的步进电机控制器设计new

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1、文章编号:1009－2552(2012)02－0068－03中图分类号:TM383．6文献标识码:A基于FPGA的步进电机控制器设计李贺然，王黎，高晓蓉，郭建强(西南交通大学光电工程研究所，成都610031)摘要:为了达到控制步进电机正反转和变速运动的目的，采用了一种可编程FPGA技术的方法，通过Altera公司的软件QuartusⅡ9.0及其DE0开发板进行了设计和仿真分析，以及连接以东芝公司的TB6560AHQ步进电机驱动芯片为核心的驱动器和57BYG223混合式步进电机进行了实验验证，预先设定了等4个档位的速度

2、，实现了步进电机的运动控制和相应速度的显示功能。最后实验结果表明，该设计控制方便，便于调试。关键词:步进电机;FPGA;运动;控制;显示ControllerdesignofstepmotorbasedonFPGALIHe-ran，WANGLi，GAOXiao-rong，GUOJian-qiang(PhotoelectricEngineeringInstituteofSouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract:Thisarticleintroduce

3、sawayofprogrammingFPGAtocontrolsteppingmotorchangingspeedandturningforwardlyandreversely．ItdesignedandsimulatedinsoftwareQuartusⅡ9．0anddevelopingboardDE0，thenconnectsdriverbasedonchipTB6560AHQand57BYG223mixedsteppingmotor．Theexperimentrealizesthefunctionofcontr

4、ollinganddisplayingthespeed．Itturnsoutthatthedesigniseasytocontrolanddebug．Keywords:steppingmotor;FPGA;speed;control;display0引言本设计中，就利用了Altera公司的QuartusⅡ9．0软件，采用VHDL语言编写代码，综合仿真，下载步进电机又称脉冲电机，是数字控制的一种执到同样来自于Altera公司的实验平台DE0开发板行元件，由输入的脉冲信号来加以控制，将脉冲信号后，使其输出控制信号，再连接

5、驱动器与电机进行实转换成相应的角位移或者线位移。其最大特征是容验验证，设定了200Hz，500Hz，1000Hz以及2000Hz易精确地控制机械位置，电机的总旋转角度与输入等脉冲频率，用以实现电机的4个档位的运动控制。脉冲总数成比例，电机的速度与每秒的输入脉冲数目(脉冲速率:Pulserate)成比例。1步进电机的控制原理采用FPGA技术对步进电机的控制具有很大优步进电机又称脉冲电机，是数字控制的一种执势。用户可利用FPGA软件绘制出逻辑原理图或用行元件，由输入的脉冲信号来加以控制，将脉冲信号硬件描述语言等方式作为设

6、计输入，然后验证进行转换成相应的角位移或者线位移。其最大特征是容模拟仿真，最后将设计好并由软件生成的烧写文件易精确地控制机械位置，电机的总旋转角度与输入脉冲总数成比例，电机的速度与每秒的输入脉冲数下载到配置设备中去进行在线调试。如果调试的结目(脉冲速率:Pulserate)成比例。由于步进电机可果与设计要求不一致，可以在软件中更改直到结果由相应的驱动器给其控制脉冲序列，因此，在本设计与要求一致，而不必改动外接硬件电路，使设计易于中，调节控制步进电机的速度也就是改变控制信号调试。用FPGA进行分层模块设计使系统设计变得

7、更加简单，在实时性和灵活性等性能上都有很大的收稿日期:2011－07－01提高，有利于步进电机的运动控制。作者简介:李贺然(1987－)，男，在读硕士研究生，研究方向为光电检测，通信电子等领域。—68—［3－4］的输出频率。产生了控制脉冲的频率，并把其传输给显示模块，作2总体设计为显示模块的计数脉冲。在产生分频时，采用计数在本设计中，以FPGA配置芯片为核心，根据功分频。由于系统的时钟频率是50MHz，所以当计数能分为控制模块，分频模块以及显示模块3部分，采达到25000时，即可产生所设定的最高档位的2000Hz的脉

8、冲频率，根据计算，该模块还分别产生用自顶向下的层次化设计思想，分别编写每个模块的VHDL代码，最终再在顶层文件中以图形输入的了1000Hz，500Hz，200Hz的频率，总共实现了4个方法把各个模块整合成一个整体。其设计的模块图档位的速度控制。2．3显示模块如图1所示。其中，输入信号分别为:reset(复位)，start(开始/暂停)，dir(