FPGA步進(jìn)電機(jī)定位控制系統(tǒng)設(shè)計

基于Verilog-HDL河南工程學(xué)院電氣信息工程學(xué)院09電子科學(xué)與技術(shù)

目錄1.實現(xiàn)功能2.設(shè)計思路3.系統(tǒng)框圖4.程序流程圖5.步進(jìn)電機(jī)6.計數(shù)與顯示7.仿真與實物實現(xiàn)功能1、模式選擇2、方向控制3、速度控制4、定位控制5、數(shù)碼管顯示

返回目錄設(shè)計思路

使用兩個撥擋開關(guān)做標(biāo)志信號，一個充當(dāng)方向標(biāo)志位，另一個充當(dāng)模式控制位。按鍵key1用于設(shè)定速度，key2用于控制步進(jìn)電機(jī)的開始與暫停，以key1、key2下降沿觸發(fā)異步改變速度標(biāo)志位和使能標(biāo)志位的值。Key3、key4、key5、key6、key7、key8，下降沿觸發(fā)，設(shè)定步進(jìn)電機(jī)位置。步進(jìn)電機(jī)控制模塊通過檢測以上標(biāo)志位，選擇不同模式，速度，方向控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，以步進(jìn)電機(jī)輸出狀態(tài)選擇寄存器的最低位的上升沿為觸發(fā)信號，設(shè)置一個24位的寄存器，記錄輸出脈沖個數(shù)，若為定位模式，輸出脈沖到達(dá)設(shè)定位置時，電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。數(shù)碼管動態(tài)掃描輸出位置和預(yù)設(shè)位置。返回目錄系統(tǒng)框圖返回目錄單脈沖程序分析返回目錄四相步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號變換成相應(yīng)的角位移或直線位移的機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)?？刂撇竭M(jìn)電機(jī)的輸入脈沖數(shù)量、頻率及電機(jī)各相繞組的接通順序,可以得到各種需要的運(yùn)行特性。實驗中應(yīng)用EXI/O的高四位把握四相步進(jìn)電機(jī)的四個相。，電機(jī)正轉(zhuǎn)時的把握次序為A→AB→B→BC→C→CD→D→DA

此中：m為相數(shù)，把握辦法是四相單四拍和四相雙四拍時C為1，把握辦法是四相單、雙八拍時C為2，Zk為轉(zhuǎn)子小齒數(shù)。本體系中采取的是四相單、雙八拍把握辦法，所以步距角為360°/5。但步進(jìn)電機(jī)經(jīng)過一個1/8的減速器引出，實際的步距角應(yīng)為360°/5/8。四相步距電機(jī)的把握辦法有四相單四拍，四相單、雙八拍和四相雙四拍三種把握體式格式。步距角的策畫公式為：步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動

beginif(Dir==1'b1)state<=state+3'b001;elseif(Dir==1'b0)state<=state-3'b001;case(state)3'b000:StepDrive<=4'b0001;3'b001:StepDrive<=4'b0011;3'b010:StepDrive<=4'b0010;3'b011:StepDrive<=4'b0110;3'b100:StepDrive<=4'b0100;3'b101:StepDrive<=4'b1100;3'b110:StepDrive<=4'b1000;3'b111:StepDrive<=4'b1001;endcaseend