基于niosⅱ软核处理器步进电机接口设计

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1、第20卷第l0期电子设计工程2012年5月Vo1．2ONo．10ElectronicDesignEngineeringMay．2012基才NiosII软核处理器的步进电机接口设计冯新宇，蒋洪波，栾兵(1．黑龙江科技学院黑龙江哈尔滨150027；2．东北农业大学成栋学院黑龙江哈尔滨150025)摘要：NiosII软核处理器是Ahera公司开发，基于FPGA操作平台使用的一款高速处理器，为了适应高速运动图像采集，提出了一种基于NiosII软核处理的步进电机接口设计，使用verilogHDL语言完成该接口设计，最后通过Quar-tuslI软件．给出了实验仿真结果。

2、关键词：SOPC；步进电机；硬件描述语言；软核中图分类号：X791文献标识码：A文章编号：1674—6236(2012)10—0137—03StepmotorinterfacedesignbasedonNiosIIsoftcoreprocessorFENGXin—yu，JIANGHong—bo，LUANBing2(1．HeilongfiangInstituteofScienceandTechnology，Harbin150027，China；2．ChengdongCollegeofNortheastAgriculturalUniversity，Harbin1

3、50025，China)Abstract：NioslIsoftcoreprocessorisdevelopedbyAheraCorporation．Itisahigh—speedprocessorFPGA-basedplatform．Itpurposeistoadapttothehigh-speedmovingimagescollection．Inthispaper，aninterfaceofthestepmotorbasedonNiosIIsoftcoreisdesigned．ItusestheVerilogHDLlanguagetocompletethe

4、designoftheinterface．ThearticleSbyQua~uslIsoftwareshowsthesimulationresults．Keywords：SOPC；stepmotor；verilogHDL；softcore电子技术发展日新月异．控制技术也发生了革命性的变在定子磁场的作用下，由于转子力图取最大的磁导位置，所化．特别是SOC技术的发展，文中主要研究的是远程控制系以每一拍，转子转过相当t／m齿矩的角度(步距角)：统中步进电机控制模块设计【】-2]。首先，根据控制功能的要求0b=器deg(1)设计了步进电机控制模块，该模块采用一种脉冲

5、叠加算法，式中：Ⅳ——转子每转过一个齿矩的运行拍数；实现了对步进电机任意频率变速[。1；然后，将该模块封装到SOPCBuilder的标准模块库中；最后，利用SOPC技术，在一转子齿数。步进电机的转速为：Ahera公司的CycloneIIEP2C35芯片上集成了NiosII软核．相关的外围控制器和自定义的电机控制模块。完成了该设计r，min(2)的验证工作。式中：产__脉冲频率(Hz)；n——转速(r／min)。．1基本原理步进电机常用的有四相，也有三、五、六甚至更多相。相数和转子齿数越多，步矩角就越小，在同样的脉冲频率下，转步进电机是一种把电脉冲信号变换成直

6、线位移或角位速越低。移的执行元件。步进电机的转子做成多极的，定子上嵌装有多相不同连接的控制绕组，有专用电源供电。每输入一个脉2电机控制模块结构设计冲，步进电机就前进一步。故又叫做脉冲电动机。其角位移量2．1概述与脉冲数成正比；线速度或转速与脉冲频率成正比。步进电机控制主要由电机控制器和电机驱动器两部分本文是针对的四相反应式步进电机而设计的控制器，它组成，如图1所示。其中，电机控制器用于控制产生脉冲，电的定子磁极上增加了小齿，转子也做成多极的，定、转子的齿机驱动器用于控制输出信号的功率放大。本文主要设计电机距相同，齿数也适当的配合。这样，在一对磁极下，定、转子

7、齿控制器。从图1可知，在电机控制器中含Av~on总线接口。在在对正时，下一相绕组下的定转子齿错开t／m(t为齿间距，m整个NiosII系统中电机控制器作为一个从设备使用。为相数)，再下一相绕组下定、转子齿错开2t／m，并以此类推，电机控制系统的工作过程是：当控制电机的命令信号经收稿日期：2012—03—10稿件编号：201203082网络发出，传给NioslI后。NiosII通过Avalon总线将信号传基金项目：黑龙江教育厅面上项目(11551423)给电机控制器．将这个信号作为电机控制器中controller的输作者简介：冯新宇(1978一)，男，黑龙江哈

8、尔滨人，硕士，讲师。研究方向：嵌入式系统。一l37-