基于FPGA控制的步进电机细分驱动器的设计与现实

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1、学校代码!Q12鱼分类号——学号巡Q墨垒3笪2密级——工程硕士学位论文(设计)学院、系鱼王信皇王猩堂随!皇王工猩丞专业名称皇壬与通信工猩研究方向墅里鱼△遮i土壁应用学生姓名王垫堡校内导师王盍慧副教授校外导师胡文致教授2013年11月1日原创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导_卜．进行的研究一1：作及取得的研究成果。除本文已经注明引用的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得内蒙古大学及其他教育机构的学位或证二峙而使用过的材料。与我一同jI：作的同志对本研究所做

2、的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：立量重堡指日期：出珐、碰：Z旦日导教师签名：趔在学期间研究成果使用承诺书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：内蒙古大学有权将学位论文的全部内容或部分保留并向国家有关机构、部门送交学位论文的复印件和磁盘，允许编入有关数据库进行检索，也可以采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编学位论文。为保护学院和导师的知识产权，作者在学期间取得的研究成果属于内蒙古大学。作者今后使用涉及在学期间主要研究内容或研究成果，须征得内蒙古大学

3、就读期间导师的同意；若用于发表论文，版权单位必须署名为内蒙古大学方可投稿或公开发表。学位论文作者签名：指导教师签名：建圭整日j们：盛踢。zZ、z垃日期：捌．丛』Z⑧内蒙古大学工程硕士学位论文(设计)基于FPGA控制的步进电机细分驱动器的设计与实现摘要：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

4、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

5、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@内蒙古大学工程硕士学位论文(设计)制电机地正反转和细分／---IP-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。关键词：ED

6、A技术；步进电机；细分驱动；FPGA⑧内蒙古大学工程硕士学位论文(设计)DESIGNANDIMPLETⅥENTATIoNoFTHESUBDIⅥSIoNDRⅣEToCoNTRoLTHEMoToRSTEPPERBASEDoNFPGAAuthor：wangyanhuaTutor：wangzhihuiABSTRACT：Thesteppermotoristheelectricalpulsesintoangulardisplacementorlineardisplacementoftheopen-loopstepp

7、ermotorcontr01．ThesteppermotordoesnotlikeanormalDCmotor,ACmotorintheconventionaluse，itneedsaspecialdrive．Thesteppermotordrivepulsesignalissuedbythecontrolsystemintotheangulardisplacementofthesteppermotorcontrolsystemsendapulsesignaltodrivethesteppermotor

8、torotateonestepangle，thatisthesteppermotorspeedisproportionaltothefrequencyofthepulsesignal．Therefore，thefrequencycontrolpulsesignal，youcanbeprecisemotorspeedcontrol；controlthenumberofpulse，youCanprecisepositioningofthemot