基于FPGA的步进电机控制系统设计 .pdfVIP

摘要

步进电机作为执行元件是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制

系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经

济领域都有应用.

本文以四相六线步进电机为控制对象，在分析步进电机的特点和工作原理的基础上,

选用型号为TS3103TC100—3的步进电机和型号为EP1K10T100—3的FPGA,来实现基于

FPGA技术对步进电机系统的设计和控制。本文提出了用型号为EP1K10T100-3的FPGA

为核心的控制方法设计四相步进电机的外围驱动电路控制系统，并利用VHDL语言编写

步进电机的控制时序电路,使用四个机械式按键对步进电机进行转速、方向等的控制，

实现步进电机的加减速和常速步进角度的控制，步进电机最少转动1.8度.而且系统的

可移植性优越,可靠性强。为了实现设计，按照FPGA设计流程进行编写和仿真实现，电

路的设计和输入应用了VHDL编程语言，在QuartusII软件上进行了波形仿真，验证了

设计的可行性并实现了步进电机的控制。

【关键词】步进电机FPGAVHDL仿真

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Abstract

Steppermotorastheactuatorisoneofthekeymechanicalandelectrical

integrationproducts,widelyusedinavarietyofautomaticcontrolsystems.Withthe

developmentofmicroelectronicsandcomputertechnology,thesteppermotordemand

growwitheachpassingday,hasbeenappliedinvariousfieldsofnationaleconomy。

Basedonthesixlinefourphasesteppermotorasthecontrolobject，basedonthe

characteristicsandworkingprincipleanalysisofsteppingmotor，theTS3103TC100-3

modelforthesteppingmotorandthemodelfortheEP1K10T100—3FPGA,torealize

theFPGAtechnologytothedesignandthesteppermotorcontrolsystembasedon.This

paperpresentscontrolmethodformodelFPGAEP1K10T100—3asthecoreofthe

designoffourphasestepmotordriveperipheralcircuitcontrolsystem,thecontrol

circuitandtheuseofVHDLlanguageofthesteppermotor，theuseoffourmechanical

buttonstocontrolthesteppermotorspeed，direction，realizethesteppermotor

atleast1.8degrees.Andthesystem’sportabilityadvantages,strongreliability。In

ordertorealizethedesign，implementationandsimulationprograminaccordancewith

FPGAdesignflow,designandinputcircuitusedintheVHDLprogramminglanguage,

designandimplementationofsteppermotor.

【Keywords】steppermotor、FPGA、VHDL、Simulation