用VHDL设计的步进电机脉冲分配器

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1、·电机电器技术·《电机电器技术》%’’K年第&期·(·"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""用!"#$设计的步进电机脉冲分配器于海东（扬州大学信息工程学院电气工程系，江苏扬州%%&’’(）摘要：首先介绍了几种常见的步进电机脉冲分配器，然后采用!"#$（超高速集成电路硬件描述语言）语言设计了基于)*$#（复杂可编程逻辑器件）的脉冲分配器，本文所采用的设计方法符合电子系统设计的发展方向。关键词：步进电机；脉冲分配器

2、；)*$#；!"#$!"#$%&’#()’*+),%*-+-.’*#$$)/01-*-+(#’)0/#(2)*"3456+,"-./0123（#45-67842719:;4<76.<-;:23.2446.23，=29168-7.12:23.2446.23)1;;434，+-23>?1@,2.A46B.7C，+-23>?1@%%&’’(，)?.2-）7,’*+89*：!-6.1@B5@;B40.B76.D@716B19B7455.2381716-64.27610@<409.6B7;C.27?.B5-

3、546EF5@;B40.B76.D@716D-B4012)*$#.B04B.3240DC!"#$EG?4847?10-015740.27?.B5-546H.;;D4H.04;C@B40.27?404B.32194;4<7612.

4、位移或线位移的控制电但由于JF$的规模不大，且引脚较少，所以不适用机。目前，已广泛应用于数字控制系统中作为伺服于复杂控制和控制多台步进电机同时工作的需要。元件，如：数控机床、计算机外围设备等领域。随着超大规模集成电路的集成度和工艺水平的不断提高，)*$#得到了广泛的应用，它们不仅具有步进电机及其驱动电源是一个互相联系的整JF$芯片的所有优点，而且由于它规模大、引脚多，体。步进电机驱动电源的方框图如图I所示。步进所以非常适用于各种复杂控制的场合。电机的驱动电源形式多样，但其核心部分是脉冲分配器，它的

5、作用就是将控制装置送来的一系列脉冲%工作原理反应式步进电动机是我国目前使用最为广泛的按一定的逻辑关系经功率放大后送给步进电机各相步进电机型式，本文以四相反应式步进电机的脉冲绕组，使其各相绕组按照预先规定的控制方式通电、分配器为例来进行设计。断电，从而使步进电机产生步进运动。制控脉冲功率步进!!!装置分配器放大器电机图I步进电机驱动电源的方框图传统的步进电机脉冲分配器是由门电路和双稳态触发器构成的，结构复杂、体积大、可靠性差，一种图%步进电机脉冲分配器的端口功能图电路只能适用于一种工作方式，使用起来

6、不灵活。图%为本文所设计的脉冲分配器端口功能图，后来又出现了用JF$通用陈列逻辑芯片设计的脉冲分配器万方数据［K］［L］［&］。由于一片JF$可代替多片下面介绍一下各主要引脚的功能：·,-·2--4年第6期《电机电器技术》·电机电器技术·###############################################################!"#"$：复位信号，输入，高电平有效。复位后脉4程序设计冲分配器处于初始状态。由真值表经简化后，可得复位以后正常运行时%&’：时钟信号，

7、输入，用来接受控制装置的输出0、1、%、*端输出的逻辑方程为：脉冲。0+（*·%:0·1:0·*）·#;:（1·%:0·*:0·1）·#<()*"：工作方式选择端，输入。当()*"+!,"时，:1·*<:*·*;:0·"/为单拍方式；当()*"+!-"时，为双拍方式。1+（0·*:1·%:0·1）·#;:（%·*:1·0:1·%）·#<*.!：方向选择端，输入。当*.!+!,"时，为正转；当:%·*<:0·*;:1·"/*.!+!-"时，为反转。%+（1·0:%·*:%·1）·#;:（*·0:%·

8、1:%·*）·#<"/：使能端，输入。当"/+!,"时，允许转动；当"/:*·*<:1·*;:%·"/+!-"时，禁止转动。*+（%·1:*·0:%·*）·#;:（0·1:*·%:*·0）·#<0，1，%，*：脉冲信号输出端。分别用来提供步进:0·*<:%·*;:*·"/电机四相绕组的控制信号。为了获得简洁的逻辑表达式，上式中引入了四该脉冲分配器的真值表如表,、表2所示。个逻辑变量：表,单拍工作方式真值表#;+*.!·()*"·"/%&’"/!"#"$()*"*.!01%*#<+*