【摘 要】
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步进电机有着控制简单、无积累误差、结构简单、可靠性高等优点,在医疗、制造、自动化、芯片工艺等众多领域得到了广泛的应用。本文对四项混合式步进电机的全数字化驱动器进
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步进电机有着控制简单、无积累误差、结构简单、可靠性高等优点,在医疗、制造、自动化、芯片工艺等众多领域得到了广泛的应用。本文对四项混合式步进电机的全数字化驱动器进行了深入的研究,开发了以FPGA为核心的步进电机细分驱动器。
本文首先介绍了四项混合式步进电机的结构及工作原理,提出了细分驱动器的基本原理和基于FPGA的设计方法,以及基于查表法的PWM细分驱动技术。其次,采用自顶向下的设计方法,使用Verilog硬件描述语言来编写各个功能模块,并且使用QuartusⅡ软件来实现各个功能模块的综合及仿真,进而再对整个细分系统进行连接、综合、实现及仿真。再次,介绍了基于Altera公司的CycloneⅡ芯片为核心器件的FPGA开发板和基于L298N的步进电机功率驱动电路的设计以及制作,使其与FPGA开发板连接构成完整的步进电机细分驱动器系统。最后进行实验结果分析,给出了四项混合式步进电机在不同细分数下的示波器波形,分析了结合波形的步进电机实际细分情况和角度数据。实验结果表明,本实验的基于FPGA的步进电机细分驱动器有着良好的细分控制性能,实现了四项混合式步进电机的8、16、32、64、128、256细分,并且在不同的细分数下的平稳运行,从而克服了传统驱动器的众多缺点。
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