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摘要：本论文介绍了EDA技术及其发展趋势，分析了步进电机控制器的基本原理，研究了基于FPGA的步进电机控制器软件和硬件设计，为了实现控制步进电机正反转和变速运动的目的，采用了可编程FPGA技术的方法，通过Altera公司的软件QuartusⅡ12.0及其FPGA开发板进行了设计和仿真分析，实现了步进电机的运动控制和相应的速度显示功能。21510
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经过测试，本设计可以较好地实现正反转控制和变速控制，实现了利用FPGA来完成对硬件的设计。
关键词： 步进电机；FPGA；QuartusⅡ；控制；显示
The motor controller design based on FPGA
Abstract: EDA technology and its development trend are introduced in this paper to analysis the basic principle of stepping motor controller, the stepping motor controller based on FPGA hardware and software design, in order to realize the control of step motor and reversing and the purpose of the variable motion, adopted the method of programmable FPGA technology, by Altera corporation software Quartus Ⅱ 12.0 and its FPGA development board has carried on the design and simulation analysis, realized the motion control of step motor and the speed of the corresponding display function.
After testing, this design can achieve positive &negative well control and variable speed control, realized using FPGA to complete the design of the hardware.
Keywords: stepping motor; FPGA; Quartus Ⅱ; control; display
目录
1 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 课题研究现状及发展趋势 1
1.3 论文的主要工作和结构安排 2
2 EDA技术及VHDL语言 3
2.1 EDA技术 3
2.2 EDA技术发展历程 4
2.3 VHDL硬件描述语言 5
2.4 EDA发展趋势 6
2.4.1 可编程逻辑器件发展趋势 6
2.4.2 开发工具的发展趋势 8
2.4.3 系统描述方式的发展趋势 8
3 软件介绍 10
3.1 QUARTUSⅡ 10
3.2 PROTEL 99 SE 11
3.2.1 Protel 99 SE的系统组成 11
3.2.2 Protel 99 SE的主要特点 12
4 步进电机工作原理及其控制器的设计 13
4.1 步进电机工作原理及其特点 13
4.1.1 步进电机的工作原理 13
4.1.2 步进电机的工作特点 14
4.2 步进电机控制器的控制模块设计 15
4.2.1 按键去抖模块 16
4.2.2 换向模块 18
4.2.3 变频模块 20
4.2.4 步进模块 22
4.3 步进电机控制器的显示模块设计 24
4.3.1 LCD1602液晶显示屏介绍 24
4.3.2 LCD1602编程方法介绍 26
4.3.3 基于LCD1602的显示模块设计 26
4.4 步进电机控制器的硬件设计 29
4.4.1 驱动芯片介绍 29
4.4.2 步进电机驱动电路设计 30