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1、南京林业大学本科毕业设计(论文)题目:基于FPGA的步进电机控制器学院:机械电子工程学院专业:测控技术与仪器学号:学生姓名:鞠飞指导教师:黄石红职称:副教授二零一二年五月十八日摘要步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应的角位移的特殊电机,每改变一次通电状态,步进电机的转子就转动一步[1]。步进电机的突出优点是它可以在宽广的频率范围内,利用改变脉冲频率来实现调速,快速起停、正反转控制及制动等,并且由其组成的开环系统简单、廉价、可靠,因此在众多领域有着极其广泛的应用。由于工业技术的不断进步,在自动化控制、精密机械加工、航空航天技术以及所有要求高精度定位、自动
2、记录、自动瞄准等高新技术领域内,对步进电机的细分要求也越来越高。本文介绍了EDA技术及其发展趋势,分析了步进电机加减速正反转及其细分驱动的基本原理。在EDA技术软件平台上,以硬件描述语言VHDL为描述手段完成了逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合、结构综合,以及逻辑优化和仿真测试,最终完成了基于FPGA的步进电机控制器的设计。关键词:EDA技术,步进电机,FPGA,VHDLAbstractSteppermotorisakindofspecialmotorthatisdriveninstepangleorlinedisplacementbyelectr
3、icpulsesignal.Toeverychangeofelectrifyingstate,therotorinsteppermotorswillrotateonestep.Theprominentadvantagesofsteppermotorareregulating-rate,quicklyrise-stop,positive-reversecontrollingandbrakeetcbychangingthefrequencyofpulse.Thesteppermotoropening-ringsystemissimple,cheap,sta
4、bilityandreliability,thereforeitsapplicationisveryextensiveinmanyrealm.Withthecontinuousdevelopmentofindustrialtechnology,StepperMotorSubdivisionisrequiredhigherandhigherinautomaticcontrol,precisionmachining,aerospacetechnologyandallhigh-technologyfieldsthatrequiredHighPrecision
5、Positioning,automaticrecording,automaticaimingetc.ThispaperpresentsEDAtechnologyanditsdevelopmenttrendency,analyzesthebasictheoryofsteppermotorAcceleration,deceleration,reversing,andstudiesthedesignmethodofFPGAhardwarecircuitbasedonthesoftwareplatformofEDA.Then,onEDAsoftwareplat
6、form,wedologicalcompile,logicalsimplify,logicalsynthesis,structuralsynthesisandlogicaloptimization,simulationtesttothedesigndocument,whichisobtainedusinghardwaredescriptionlanguageVHDLasdescriptionmethod,andcompletesthedesignofthesteppermotorcontrollerbasedonFPGA.Keywords:EDAtec
7、hnology,steppingmotor,FPGA,VHDL目录摘要IAbstractII目录III第一章绪论11.1研究背景11.2国内外研究现状11.3主要研究内容3第二章EDA技术与VHDL语言及FPGA简介42.1EDA技术42.2EDA技术发展史52.2.1CAD阶段52.2.2CAE阶段62.2.3EDA阶段62.3VHDL硬件描述语言72.4VHDL语言的发展史82.5FPGA的简介92.6FPGA的基本结构及特点102.7FPGA的发展112.8FPGA一般设计流程112.8.1设计输入112.8.2设计实现122.8.3设计验证12
8、2.8.4仿真软件MAX+PLUSⅡ简介122.9本章小结13第三章基于FPGA的步进电机控制