【正文】 設(shè)計(jì)在 MAX II 芯片上進(jìn)行，此芯片有192個宏單元，80 個用戶可用的引腳，最快速度可以達(dá)到 ,開發(fā)后，本項(xiàng)目只占用 29%的宏單元，和15%的引腳資源，器件邏輯宏單元使用率不高，實(shí)際中可以采用其他芯片替代，節(jié)約成本。一路走來,感受頗多。此外，還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價值！有些東西自己以為學(xué)會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的也得到了許多同學(xué)的熱情幫助。 use 。event and clk=39。end behavior。 step_p: out std_logic。beginprocess(key_valid) begin if key_valid39。 when0011= step_p_f=not step_p_f。up_down=up_down_f。 key_valid : OUT STD_LOGIC。 clk_3m : IN STD_LOGIC。end ponent。signal SYNTHESIZED_WIRE_3 : STD_LOGIC。use 。 此信號為正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)。event and clk=39。16分頻 when100=cp=temp(4)。 then next_state=st1。 when st2= if np=39。 else next_state=st2。039。 end if。end process p_a。 or step_p_2=39。039。 elsif current_state=st3 then step=1010。 end process p_c。 elsif current_state=st1 then step=1001。139。 if start_stop=39。 when others= next_state=st0。 then next_state=st7。 end if。039。 else next_state=st0。p_a:process(current_state,np) begin case current_state is when st0= if np=39。4分頻 when010=cp=temp(2)。signal current_state,next_state:states:=st0。 啟動停止控制位 step_p: in std_logic。END。signal SYNTHESIZED_WIRE_5 : STD_LOGIC_VECTOR(2 downto 0)。 key_pressed : IN STD_LOGIC。end ponent。 clk_1k : IN STD_LOGIC。step_p=step_p_f。 when0010= if up_down_f000 then up_down_f=up_down_f1。signal step_p_f:std_logic。 key_valid:in std_logic。clk_9k=qscan(14)。 architecture behavior of dev_count is signal qscan : std_logic_vector(20 downto 0)。use 。沒有王老師的辛勤栽培、孜孜教誨，就沒有我論文的順利完成。在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在每一個階段，我都是嚴(yán)格要求自己。本設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)控制器方法簡單，支持多相步進(jìn)電機(jī)的三種勵磁方式，具有啟動停止、正反轉(zhuǎn)運(yùn)行、單步連續(xù)、加速減速等多種控制功能，這種基于 ASIC 的設(shè)計(jì)方法，可以加速同類型產(chǎn)品的開發(fā)速度，移植性強(qiáng)，節(jié)約投資。方框 4 光耦隔離驅(qū)動電路主要完成步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動，由于步進(jìn)電機(jī)的繞組電流較大，為防止電機(jī)的頻繁啟停等對 ASIC 芯片的影響，在輸出端加上光電耦合器和達(dá)林頓驅(qū)動電路。ULN2003A是一片集成了7 個達(dá)林頓管的芯片。） 驅(qū)動芯片ULN2003簡介 ULN2003 是高耐壓、大電流復(fù)合晶體管陣列，由七個硅NPN 復(fù)合晶體管組成。您可以通過控制脈沖個來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時您可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。而0、3號齒和A、B相繞組產(chǎn)生錯齒，5號齒就和A、D相繞組磁極產(chǎn)生錯齒。M Ω=2π 步距角的選擇 　　電機(jī)的步距角取決于負(fù)載精度的要求，將負(fù)載的最小分辨率（當(dāng)量）換算到電機(jī)軸上，每個當(dāng)量電機(jī)應(yīng)走多少角度（包括減速）。轉(zhuǎn)子的極數(shù)和定子的極數(shù)相同，所以一般步進(jìn)角比較大，它輸出轉(zhuǎn)矩大，動態(tài)性能好，消耗功率?。ㄏ啾确磻?yīng)式），但啟動運(yùn)行頻率較低，還需要正負(fù)脈沖供電。因?yàn)檫@些特點(diǎn)，步進(jìn)馬達(dá)在數(shù)字化制造時代發(fā)揮著重大的用途?！　?．步進(jìn)馬達(dá)的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。它是步進(jìn)馬達(dá)最重要的參數(shù)之一，通常步進(jìn)馬達(dá)在低速時的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。/176。2）參數(shù)　　電機(jī)固有步距角：它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進(jìn)脈沖信號，電機(jī)所轉(zhuǎn)動的角度。1）概況 　　步進(jìn)電機(jī)是一種以數(shù)字脈沖信號控制的電機(jī)裝置，將相對的信號轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵龅男D(zhuǎn)角度，每一個基本旋轉(zhuǎn)角度稱為一個步進(jìn)角度，此為步進(jìn)電機(jī)名稱的由來，因此它可以做精確的定位。我們選擇了Altera公司生產(chǎn)的CPLD器件MAX II 系列中的AT488芯片進(jìn)行本次設(shè)計(jì)的芯片。靈活的MultiVolt內(nèi)核、簡化了電路板設(shè)計(jì)。低功耗十分之一的功耗 ( MAX器件相比)，提高可靠性。 所以綜合以上觀點(diǎn)，從芯片的性價比來考慮，選用方案四即基于CPLD器件的步進(jìn)電機(jī)控制方案為此次設(shè)計(jì)的主要方案。脈沖信號的頻率控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，脈沖信號的個數(shù)又控制著步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)角。計(jì)數(shù)模塊可采用32位計(jì)數(shù)器，因此對高頻多個數(shù)的脈沖信號也有較好的支持。常用的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，控制核心是微處理器，常用的8051單片機(jī)片內(nèi)沒有PWM模塊需要外接8253等芯片產(chǎn)生脈沖信號（一般為方波信號），大帶有PWM（plus Width Module）模塊的單片機(jī)則可以直接輸出脈沖信號但占用軟件資源較多。微處理器是產(chǎn)生脈沖，對機(jī)器下達(dá)命令。 方案一　基于數(shù)字電路芯片的步進(jìn)電機(jī)控制方案基于數(shù)字電路芯片的步進(jìn)電機(jī)控制方案，如圖32，步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)主要有步進(jìn)電機(jī)控制器、功率放大器及步進(jìn)電機(jī)組成。第七章致謝詞，感謝老師和組員們的祝福，以及預(yù)祝自己本次答辯順利通過！第2章 設(shè)計(jì)概述 設(shè)計(jì)要求與內(nèi)容（1）.確定設(shè)計(jì)方案，繪制方框圖；（2）.設(shè)計(jì)各部分電路，要求在一片EPM240C1005芯片上實(shí)現(xiàn)主控制功能，驅(qū)動電路可另行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，在保證實(shí)現(xiàn)基本功能和主要技術(shù)指標(biāo)的前提下注意降低成本，以獲取較高的性價比；（3）.分析各單元電路的工作原理和特性；（4）.畫出整機(jī)電路圖，用 QUARTUS II軟件仿真所有子電路，并并在實(shí)際電路板上調(diào)試實(shí)現(xiàn)功能，說明電路調(diào)試的基本方法；（5）.要求設(shè)計(jì)鍵盤控制功能具有啟動/停止、連續(xù)/單步、正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)、8檔加速/8檔減速等功能，且能消除鍵盤抖動；（6）.可以使用矩陣鍵盤或者獨(dú)立鍵盤。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)成熟、軟件編程簡單、控制靈活、能實(shí)現(xiàn)圖1中的變頻信號源與脈沖分配器的作用。定子是在空間互差120度電角度的三相交流繞組（按照一定規(guī)律連接的線圈組稱為繞組）。 目前,生產(chǎn)步進(jìn)電機(jī)的廠家的確不少，但具有專業(yè)技術(shù)人員，能夠自行開發(fā)，研制的廠家卻非常少，大部分的廠家只一、二十人，連最基本的設(shè)備都沒有。步進(jìn)電機(jī)控制器應(yīng)用廣泛,可用于內(nèi)圓切片機(jī),排線機(jī),車邊機(jī),眼鏡機(jī),定長控制,包裝等機(jī)械上面。步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。如同 BLDC 或 PMSM 電機(jī)，永久磁性位于轉(zhuǎn)子上，電磁包含在定子中。最初構(gòu)想是作為昂貴的位置控制應(yīng)用中伺服電機(jī)的低成本替代產(chǎn)品，而新興的計(jì)算機(jī)工業(yè)迅速將其采用到外設(shè)應(yīng)用當(dāng)中。利用了這些優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了CPLD步進(jìn)電動機(jī)控制系統(tǒng)的可靠工作。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來控制變的非常的簡單。答辯小組質(zhì)詢課題的關(guān)鍵問題，質(zhì)詢與課題密切相關(guān)的基本理論、知識、設(shè)計(jì)與計(jì)算方法實(shí)驗(yàn)方法、測試方法，鑒別學(xué)生獨(dú)立工作能力、創(chuàng)新能力。（6）.使用環(huán)境：20～85℃。技術(shù)指標(biāo)：（1）.芯片選擇：CPLD中的MAX II EPM240C1005芯片；（2）.步進(jìn)電機(jī)：四相步進(jìn)電機(jī)；　　（3）.驅(qū)動功率：加驅(qū)動芯片ULN2003達(dá)5W；（4）.邏輯工作電壓：DC5V，驅(qū)動電壓12V（5）.步進(jìn)精度或角度：3176。學(xué)生答辯時對自述部分應(yīng)寫出書面提綱，內(nèi)容包括課題的任務(wù)、目的和意義，所采用的原始資料或參考文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和主要方法、成果結(jié)論和評價。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無累積誤差等特點(diǎn)。步進(jìn)電機(jī)可在寬廣的頻率范圍內(nèi)通過改變脈沖頻率實(shí)現(xiàn)調(diào)速、快速起停、正反轉(zhuǎn)控制等。This article designed one kind to stepbystep the motor control system based on CPLD. It takes the core ponent by CPLD, reduced the periphery part’s use enormously. Has the system expansion performance to be good, the reliability is high, ant jamming ability is strong, the structure is simple, the cost is inexpensive, Does not take merits and so on CPU time, easy highspeed control. Stepbysteps the electrical machinery to be possible to realize the velocity modulation in the broad frequency range through the change the change pulse frequency, to be fast stops, is reversing the control and so on. Has realized CPLD using these merits to stepbystep the motor control system’s reliable work. Key word: Stepbysteps the electrical machinery, the controller, CPLD目 錄摘 要 IABSTRACT II第1章 緒 論 1 課題的背景及其意義 1 2 主要完成的工作 3第2章 設(shè)計(jì)概述 4 設(shè)計(jì)要求與內(nèi)容 4 技術(shù)指標(biāo) 4第3章 基于EPM240C1005芯片的步進(jìn)電機(jī)控制器的方案設(shè)計(jì) 5 整體設(shè)計(jì)框圖 5 方案設(shè)計(jì)與選擇 5 方案一　基于數(shù)字電路芯片的步進(jìn)電機(jī)控制方案 5 方案二 基于DSP的步進(jìn)電機(jī)控制方案 6 方案三 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制方案 7 方案四 基于CPLD器件步進(jìn)電機(jī)控制器的設(shè)計(jì)方案 7 方案的選擇 8第4章 硬件電路的設(shè)計(jì) 10 相關(guān)理論知識介紹 10 MAXII芯片的介紹與所用型號 10 步進(jìn)電機(jī)的介紹與選擇 11 控制電路設(shè)計(jì) 16 驅(qū)動芯片ULN2003簡介 16 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動電路及原理 17第5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 18 控制器組成框圖 18 軟件設(shè)計(jì) 19 軟件設(shè)計(jì)模塊 20 分頻計(jì)數(shù)