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步进电机控制器
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步进电机控制器
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2012-2-23 9:21:23
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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。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
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    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。

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