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摘 要：本文介绍了步进电机细分控制的设计，在对步进电机细分驱动原理进行分析研究的基础上从而提出了基于FPGA控制的PWM细分驱动技术。由FPGA产生阶梯脉冲形成阶梯形电压信号以控制步进电机每相绕组在各时刻的电压，从而实现步进电机转角的任意细分控制。利用VHDL语言编程实现了步进电机16细分控制器的PWM模块、速度控制模块、数字比较模块等功能。实现了对步进电机速度的精确控制，减少了误差。具有价格低，易于控制等优点。
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关键词：FPGA; 步进电机; 细分驱动; 脉宽调制4337
Research and Design of Stepper Motor Subdivided Driving Based on the FPGA
Abstract: Stepper motor subdivision control has been introduced in this paper, the principle of stepping motor subdivision driver on the basis of the analysis and research of which is proposed based on the FPGA control PWM subdivided driving technology. The voltage of each phase winding in each time of stepper motor was generated by FPGA step pulse forming step voltage signal to control, so as to realize the arbitrary subdivision control of stepping motor rotation. The stepping motor subdivision of the controller 16 speed control module, PWM module and the digital comparison module was realized by using VHDL language programming. Realized the precise control of stepper motor speed, reduce the error. Have the advantage of low price and easy to control.
Key Words: FPGA; Stepping motor; Subdivided driving; Pulse width modulation
目 录
摘要 1
引言 1
1.选题意义及研究现状 2
1.1选题的意义 2
1.2研究现状 3
2.设计原理分析 4
2.1设计分析 4
2.2原理分析 5
3.基于FPGA的驱动设计 7
3.1整体方案 7
3.2 FPGA控制模块设计 8
4.综合与仿真 9
4.1模块连接图 9
4.2仿真图形 10
5.结束语 12
参考文献 12
附录 14
附录1：系统各模块的程序 14
附录2：步进电机驱动总程序 16
致谢 19 ,4337
基于FPGA的步进电机细分驱动研究与设计
引言
步进电机自问世以来以其低廉的价格和可开环控制及运行时无累积误差等优点，在工业控制领域里一直受到广泛的应用；采用恒转矩细分驱动技术则可以很好地解决存在的低频振荡、噪声大等缺点。
本文采用用户现场可编程门阵列FPGA控制实现，利用FPGA中的LPM-ROM存放电机各相电流波形数据表，地址计数器实现控制信号，利用FPGA设计的数字比较器同步产生多路PWM电流波形，PWM读数器输出PWM波形。实现了对多相步进电机的灵活控制。
1. 选题意义及研究现状
1.1 选题的意义
步进电机就是一种将相应的电脉冲信号转换为角位移或者直线位移的特殊电机。它每次输入一个电脉冲信号，步进电机就会相应的转动一个角度，它的转动形式是步进的，所以把它称为步进电机。并且又由于它输入的是脉冲信号，所以也叫脉冲电机。
步进电机已成为除直流电机和交流电机以外的第三类电动机。传统电动机多数是电能转变为动能，为人类的生活和生产能够进入电气化发挥了关键的作用。但是现在人类已经进入了电气化，传统上的电动机已经不能完全满足办公自动化和工业自动化等各种对性能和精确度要求较高的行业。因此，人类发展了一系列新的具有控制功能的电动机系列，其中比较具有自己的特点，并且应用非常广泛的就是步进电机。