FPGA步進電機定位控制系統(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.步進電機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)做標志信號，一個充當方向標志位，另一個充當模式控制位。按鍵key1用于設(shè)定速度，key2用于控制步進電機的開始與暫停，以key1、key2下降沿觸發(fā)異步改變速度標志位和使能標志位的值。Key3、key4、key5、key6、key7、key8，下降沿觸發(fā)，設(shè)定步進電機位置。步進電機控制模塊通過檢測以上標志位，選擇不同模式，速度，方向控制步進電機運轉(zhuǎn)，以步進電機輸出狀態(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，輸出脈沖到達設(shè)定位置時，電動機停止轉(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電機步進電機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電執(zhí)行機構(gòu)?？刂撇竭M電機的輸入脈沖數(shù)量、頻率及電機各相繞組的接通順序,可以得到各種需要的運行特性。實驗中應(yīng)用EXI/O的高四位把握四相步進電機的四個相。，電機正轉(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。但步進電機經(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：步進電機驅(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