首页
|
新闻
|
新品
|
文库
|
方案
|
视频
|
下载
|
商城
|
开发板
|
数据中心
|
座谈新版
|
培训
|
工具
|
博客
|
论坛
|
百科
|
GEC
|
活动
|
主题月
|
电子展
注册
登录
论坛
博客
搜索
帮助
导航
默认风格
uchome
discuz6
GreenM
»
FPGA/CPLD可编程逻辑
» 基于FPGA的步进电机控制器设计
返回列表
回复
发帖
发新话题
发布投票
发布悬赏
发布辩论
发布活动
发布视频
发布商品
基于FPGA的步进电机控制器设计
发短消息
加为好友
pengpengpang
(pengpengpang)
当前离线
UID
1023229
帖子
6106
精华
0
积分
3055
阅读权限
90
来自
中国
在线时间
156 小时
注册时间
2013-12-20
最后登录
2016-7-3
论坛元老
UID
1023229
来自
中国
1
#
打印
字体大小:
t
T
pengpengpang
发表于 2014-3-11 13:02
|
只看该作者
基于FPGA的步进电机控制器设计
步进电机
,
数字控制
,
控制器
,
单片机
,
寄存器
作者:青岛科技大学 金元郁 李勇 李园园
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。目前大多数步进电机控制器需要主控制器发送时钟信号,并且要至少一个I/O口来辅助控制和监控步进电机的运行情况。在单片机或DSP的应用系统中,经常配合CPLD或者FPGA来实现特定的功能。本文介绍通过FPGA实现的步进电机控制器。该控制器可以作为单片机或DSP的一个直接数字控制的外设,只需向控制器的控制寄存器和分频寄存器写入数据,即町实现对步进电机的控制。
1 步进电机的控制原理
步进电机是数字控制电机,它将脉冲信号转变成角位移,即给一个脉冲信号,步进电机就转动一个角度,因此非常适合对数字系统的控制。步进电机可分为反应式步进电机(简称“VR”)、永磁式步进电机(简称“PM”)和混合式步进电机(简称“HB”)。
步进电机区别于其他控制电机的最大特点是,通过输入脉冲信号来进行控制,即电机的总转动角度由输入脉冲数决定,而电机的转速由脉冲信号频率决定。
步进电机的驱动电路根据控制信号工作,控制信号由各类控制器来产生。其基本原理作用如下:
①控制换相顺序,通电换相。这一过程称为“脉冲分配”。例如:四相步进电机的单四拍工作方式,其各相通电顺序为A-B-C-D。通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A、B、C、D相的通断,控制步进电机的转向。如果给定工作方式正序换相通电,则步进电机正转;如果按反序换相通电,则电机就反转。
②控制步进电机的速度。如果给步进电机发一个控制脉冲,它就转一步,再发一个脉冲,它会再转一步。两个脉冲的间隔越短,步进电机就转得越快。调整控制器发出的脉冲频率,就可以对步进电机进行调速。
2 控制器的总体设计
控制器的外部接口电路如图1所示。各引脚的功能如下:
控制器的内部原理框图如图2所示,由命令字寄存器(Cmd_reg)、分频系数备份寄存器(fdiv_back)、分频器、相位输出状态机组成。
其中命令字寄存器Cmd_reg组成如下(对应的地址为“00”):
X未用位。
Ini对控制器初始化为1时有效。当该位为1时,备份寄存器的数据直接装入分频器的寄存器reg_data[15~0],装入后由硬件自动置O。
Newr当对正在运行的控制器写入新的分频系数时,对该位置1;当下一个分频器输出的clkout时钟来到时,将fdiv_back写入到reg_data[15~0]中,分频器便按新的分频系数进行分频。
Manner[1~0] 电动机的驱动方式,用来控制相位输出状态机的输出,“00”表示单四拍方式,四相位输出为(A-B-C-D);“Ol”表示双四拍,四相位输出为(ABBC-CD-DA),八拍(A-AB-B-BC-C-CD-DDA)。
分频系数备份寄存器(fdiv_back) 两字节寄存器,reg_data[15~0]为分频器的一个16位寄存器,接收fdiv_back的值,对系统的分频为2~65536。对于12MHz的输入频率,分频后频率为6MHz~183Hz,(本设计中,步进电机的启动转速、转距、加速度由使用者根据实际情况自己计算)分频后每个clkout走一个步距角。对于步距角为1.8°的电机,可以满足各种速度的要求。
收藏
分享
评分
记录学习中的点点滴滴,让每一天过的更加有意义!
回复
引用
订阅
TOP
返回列表
综合技术交流
X86
无线技术
ARM
模拟电路
PowerPC
工业控制
电源与功率管理
通信技术
传感器技术
电商论坛
Pine A64
资料下载
方案分享
FAQ
行业应用
消费电子
便携式设备
医疗电子
汽车电子
工业控制
热门技术
智能可穿戴
3D打印
智能家居
综合设计
示波器技术
存储器
电子制造
计算机和外设
软件开发
分立器件
传感器技术
无源元件
资料共享
PCB综合技术
综合技术交流
EDA
MCU 单片机技术
ST MCU
Freescale MCU
NXP MCU
新唐 MCU
MIPS
X86
ARM
PowerPC
DSP技术
嵌入式技术
FPGA/CPLD可编程逻辑
模拟电路
数字电路
富士通半导体FRAM 铁电存储器“免费样片”使用心得
电源与功率管理
LED技术
测试测量
通信技术
3G
无线技术
微波在线
综合交流区
职场驿站
活动专区
在线座谈交流区
紧缺人才培训课程交流区
意见和建议