1、前言
步进电机可在宽广的频率范围内通过改变脉冲频率实现调速、快速起停、正反转控制等,
由其组成的开环系统简单、可靠,因此它被广泛的运用于数控机床、自动记录仪、工业机
器人、无损检测等系统中,步进电机的性能很大程度上取决于其控制系统 [1]。基于 CPLD
的步进电机控制系统[2]具有 I/O 端口多,可自由编程定义其功能等特点,大大缩减了电路
的体积、提高电路的稳定性。先进的开发工具使整个系统的设计调试周期大大缩短。利用
VHDL 语言进行软件编程,通过 EDA 设计软件对程序编译、优化、综合、仿真、适配,可
以对步进电机控制实现数字输入。系统外围电路设计相对简单、可靠,且鉴于 CPLD 和
VHDL 语言自身的特点,系统具有较好的扩展性,在控制系统中也具有一定的通用性。
2、系统设计方案
如图 1 所示。首先输入原始时钟信号,经过分频器得到 10ms 按键判断周期和频率为
2048Hz 的时钟信号,2048Hz 的信号经过外部硬件分频以后输入芯片,作为电机的转速
信号。由按键输入四个控制信号,和电机的转速频率信号一起送入电机控制状态机,由状
态机根据不同的输入来选择电机输出控制信号。
图 1
系统
设计
框图
3 、
系 统
硬 件
设计
CPLD 采用 Altera 公司 MAX7000 系列的 EPM7128SLC84-15。驱动电路原理图如图 2
所示。