步進電機控制器的FPGA實現(xiàn)
該模塊的主要功能是將count與angleDnCount產(chǎn)生的數(shù)值經(jīng)過編碼,再通過baBA輸出到步進電機,來對電機進行控制。模塊仿真圖見圖2。
假設resel=1,則將count和angleDnCount設置成0。
假設reset=O,clk為上升沿觸發(fā)且ini=0時,就將設定的初值(cntini與angle)賦給count和angleDn―Count兩個信號端,也就是(count=O+cntini)與(an―gleDnCount=angle)。
假設reset=O,clk為上升沿觸發(fā)且ini=1時,則將count與cntini相加,再將結果存為count。然后判斷angleDnCount的值是否大于angleDnCntDec。如果大于,則用angleDnCount減angleDnCntDec,將結果存為angleDnCount;否則,將angleDnCount設為0(因為此時angleDnCount的值小于angleDnCntDec,表示電機已經(jīng)到達設定位置,故不需要繼續(xù)轉動了)。BaBA[3..O]是將count與angleDnCount產(chǎn)生的數(shù)值經(jīng)過編碼后輸出到四相步進電機的端口的。本文引用地址:http://2s4d.com/article/192088.htm
3 QuartusⅡ仿真結果
上述程序在ALTERA公司免費提供的QuartusⅡ環(huán)境下編譯通過,適配的FPGA器件為FLEXlOKlO。最后得到的系統(tǒng)仿真圖及生成的系統(tǒng)模塊符號圖分別如圖3,圖4所示。
reset是系統(tǒng)內(nèi)部自復位信號;dir是步進電機正反轉的方向控制;clk是由外部提供的時鐘信號;ini是賦初值的使能開關;manner[1..O]是激磁方式的選擇開關(00:自動檢測角度輸入,決定激磁方式;01:一相激磁;10:二相激磁;11:一、二相激磁);angle[7..0]是步進角的倍數(shù)設定數(shù)如引腳;baBA[3..0]是系統(tǒng)輸出信號引腳,是內(nèi)部計數(shù)器的count[3..O]數(shù)值編碼的結果。
4 結 語
步進電機作為一種數(shù)字伺服執(zhí)行元件,具有結構簡單,運行可靠,控制方便,控制性能好等優(yōu)點,但現(xiàn)實中步進電機的控制比較復雜。
這里設計的步進電機控制器方法簡單,支持四相步進電機的三種勵磁方式、正反轉運行,這種基于FPGA的設計方法,可以加速同類型產(chǎn)品的開發(fā)速度,節(jié)約投資。并且可以根據(jù)步進電機的不同,改變分層模塊的VHDL程序的參數(shù),實現(xiàn)不同型號步進電機的控制,在實際應用中有利于步進電機的廣泛應用。
評論