基于FPGA的仪用两相步进电动机细分驱动器的设计

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1、THESIS&RESEARCHREPORT研究论著基于FPGA的仪用两相步进电动机细分驱动器的设计1211李文娜，陆锷，赵海洋，崔翠红（1.辽宁石油化工大学信息与控制工程学院，辽宁抚顺113001；2.上海市医疗器械检测所，上海200070）[摘要]目的：提出了一种采用现场可编程门阵列（FPGA）实现步进电动机恒转矩细分驱动的方法，并主要利用FPGA芯片实现了两相步进电动机细分驱动器的设计。方法：在对两相步进电动机细分驱动原理进行分析研究的基础上，利用FPGA芯片中的嵌入式阵列块（EAB）构成LPM-ROM来存储步进电动机各相细分电流的

2、数据，并把斩波控制电路集成到了FPGA内部。步进电动机采用全桥驱动电路，并选择功耗极低的HIP4081芯片作为H桥驱动芯片。结果：电路通过了仿真，证明了各项功能均能正确实现；实际实现的驱动器也体现了较好的系统稳定性和较高的集成度；简化了应用：只需微控制器提供细分数等参数，就能精确控制步进电动机的运行，特别适用于某些实时控制场合。结论：提出的方法正确、原理清楚、电路可行；实际设计的驱动器可方便地用于仪器中两相步进电动机细分驱动的场合。[关键词]步进电动机；细分驱动；斩波；FPGA[中图分类号]TM921.5［文献标志码］A［文章编号］10

3、03-8868（2009）05-0023-03DesignofTwo-phaseMicro-steppingMotorDriverBasedonFPGALIWen-na1,LUE2,ZHAOHai-yang1,CUICui-hong1(1.CollegeofInformationandControlEngineering,LiaoningUniversityofPetroleum&ChemicalTechnology,Fushun113001,LiaoningProvince，China;2.StateDrugAdministratio

4、nShanghaiCentreforMedicalEquipmentQualitySupervisionandTesting,Shanghai200070,China)AbstractObjectiveTointroduceaconstanttorquemicro-steppingdrivingcircuitforsteppingmotorcontrolledbuFPGAbasedontheanalysisoftheprincipleofsteppingmotormicro-steppingdriving.MethodsThemicro

5、-steppingdrivingcurrentofsteppingmotorcanbestoredinLPM-ROMwhichiscomposedbyEABinFPGA.Thestepmotorusedfull-bridgecircuitandmadeHIP4081withlowpowerasHBridge'sDrivechip.ResultsThecircuitsimulationdemonstratedthatallfunctionscanbeimplemented.Thechoppercontrolcircuitisintegra

6、tedintotheFPGAitself,greatlyenhancedthesystemintegrationandstability.ThesteppingmotorcanrunexactlybyusingCPUtooffersuchasmicro-steppingnumbers,anditwillbeespeciallyusedinrealtimesystem.ConclusionTheproposedmethodiscorrectandclear,thecircuitisfeasible.Thedesignofsteppermo

7、tordrivercanbeappliedconvenientlytosomeinstrumentsoftwo-phasemicro-steppingmotors.[ChineseMedicalEquipmentJournal，2009，30（5）：23-25]Keywordssteppingmotor;micro-steppingdriving;chopping;FPGA1引言了节约成本，对于比较简单的步进电动机控制可由用户应用系统中在许多科学仪器（如医疗仪器、生化和理化检测仪器、生命科学的单片机来兼职完成。但是，当需要高速、高精度和

8、（或）频繁地对步仪器等）中经常大量采用二相步进电动机作为定位执行部件。步进进电动机进行细分控制时，就要占用大量的单片机机时和内部资电动机以其低廉的价格、可开环控制及运行时无累积误差等优点，源，从而会严重影响