基于cpld的步进电机的设计

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1、2012届毕业设计任务书一、课题名称：基于ASIC芯片步进电机控制器设计二、指导老师：XX三、设计内容与要求1、课题概述步进电动机的技术已很成熟，特别适合于小功率开环定位系统，至今还没有能取代它的更适合产品，今后将继续稳步发展和完善化在功率稍大和要求高响应高速度的系统，则更多地让位给交流伺服系统。在现代工业控制和医疗器械中广泛的使用，但是目前主要是应用单片机进行时序控制，在应用现成的驱动器，这样势必会提高仪器仪表的成本和使用范围，本毕业设计针对ASIC芯片来进行一个三相步进电机控制和驱动系统，系统结构简单，体积

2、小，成本低，移植性强。2、设计内容与要求（1）.确定设计方案，绘制方框图；（2）.设计各部分电路，要求在一片ASIC芯片上实现主控制功能，驱动电路可另行设计实现，在保证实现基本功能和主要技术指标的前提下注意降低成本，以获取较高的性价比；（3）.分析各单元电路的工作原理和特性；（4）.画出整机电路图，用QUARTUSII软件仿真所有子电路，并并在实际电路板上调试实现功能，说明电路调试的基本方法；（5）.要求设计键盘控制功能具有启动/停止、连续/单步、正转/反转、8档加速/8档减速等功能，且能消除键盘抖动。（6）.

3、可以使用矩阵键盘或者独立键盘。3、技术指标：（1）.芯片选择：CPLD中的MAXII某种芯片；（2）.步进电机：三相步进电机；　　（3）.驱动功率：加驱动芯片ULN2003达5W；（4）.逻辑工作电压：DC5V，驱动电压12V（5）.步进精度或角度：3°（6）.使用环境：-20～85（7）.要求控制与驱动之间加四、设计参考书及参考网址　1、潘松主编　《EDA技术与VHDL》，清华大学出版社2、唐亚平主编　《EDA技术应用》，化学工业出版社3、宋振辉主编　《EDA技术与VHDL》，北京大学出版社4、徐志军王金明尹

4、廷辉编蓍　《EDA技术与VHDL设计》，电子工业出版社5.参考网址：http://eda.cepark.com/等五、设计说明书要求1、封面2、目录3、内容摘要(200～400字左右，中英文)4、引言5、正文（设计方案比较与选择，设计方案原理、计算、分析、论证，设计结果的说明及特点）6、结束语7、附录(参考文献、图纸、材料清湖南铁道职业技术学院毕业设计（论文）摘要步进电机是在工业生产以及一些智能仪器上应用十分广泛的一种设备。控制步进电机需要为其输入脉冲信号,脉冲信号的频率控制步进电机的转速,脉冲信号的个数又控制

5、着步进电机的转角。常见的步进控制系统需要PWM模块和脉冲计数器,存在增加单片机软件开销以及不能产生高频率多个数的脉冲等缺陷。本文研究了一种基于CPLD的步进电机控制器,采用VerilogHDL语言设计,主要由PWM输出模块和脉冲个数计数模块2部分构成。控制单片机只需要先对PWM波形频率数据寄存器、PWM波形占空比数据寄存器以及脉冲个数数据寄存器进行设置,最后再往使能寄存器中写入"1",CPLD就可以输出指定频率,指定占空比和指定个数的脉冲波形,而不需要单片机参与。该步进电机控制器减小了单片机的软件开销,降低了系

6、统成本,提高了可靠性,有一定的实用价值。步进电机最早是在1920年由英国人发明。至此步进电机的控制技术在国外经历了90多年的发展，产品制造技术和控制技术都有很大的发展。随着信息技术和数字控制技术的发展，在发达国家如日本、韩国、美国等对步进电机的控制已实现数字控制。而在我国，步进电机研制与1958年，且无专门的研制机构，步进电机基本上处于仿造阶段。直至60年代末，为满足数字控制线切割机床发展的需求，才使得步进电机的研究工作才有突破性发展。目前我国对步进电机的控制技术的研究还处于较低水平。步进电机发展的趋势是数字化

7、的控制。因此研究步进电机的数字控制对我国步进电机发展，具有重大意义。关键词：ASIC、VHDL、CPLD、步进电机II湖南铁道职业技术学院毕业设计（论文）ABSTRACTSteppingmotorisinindustrialproductionandsomeintelligentinstrumentusedwidelyonadevice.Controllingthestepmotorfortheinputtothepulsesignal,thepulsesignalfrequencycontrolsteppin

8、gmotorspeed,thenumberofthepulsesignalandcontrolthesteppingmotorofthecorner.CommonsteppingcontrolsystemneedPWMmoduleandpulsecounter,thereareincreasingsingle-chipmicrocomputersoftwarespendingandca