基于单片机和CPLD的多维步进电机控制技术研究

wozuishuai

2 L8 W+ _' _( B6 ]; `& ^/ k摘要:本文介绍了利用STC增强型51内核单片机和cpld联合控制光学平台多维步进电机的技术研究。针对光学测量中
的应用给出多维步进电机控制器的方案设计,着重阐述单片机与CPLD硬件接口和数据通信协议，及多维电机同步控制的实现
- g7 j. M( T. y方法,列举部分VHDL程序和仿真波形,并介绍了单片机外围功能器件、接口及单片机程序流程图。
关键词:步进电机; STC单片机; CPLD; VHDL
6 z5 y# ~6 r) }9 U, Y5 s8 Z6 a1引言
步进电机是采用脉冲信号作为驱动信号源的电动
; {" @+ c3 s9 h4 G$ C1 k. M机,是把电信号转化为角位移的微电机。在微量进给及
准确定位等数控领域有着广泛的应用，步进电机只需采
用最简单的开环控制就可取得非常高的控制精度,且这
6 V3 b! v4 I) j* C; V& }; |种系统不需要反馈信号,系统硬件实施比较简单,另外,
( q& U3 d* c1 R: I5 l. [步进电机还具有以下几个优势:直接采用数字量控制;转
) \6 |0 ]7 n0 [# k0 t7 S动惯量小,启、停方便,步距均匀;设备成本低;定位准确;
3 n+ x& F  {; H$ z2 b. u% ]调速范围宽。
对于步进电机的控制,可以采用单片机或者PC机,
但单片机的资源有限,对于多维电机的同步控制不容易
实现，而且容易受外部信号干扰,电控平移台、转台上的
3 y4 v: L) K- c8 F5 W% Q9 |行程开关电平的跳变容易使单片机程序跑飞,系统稳定

性较差;而采用PC机操作便携性能差,体现不出基于嵌
; c" A: H" I& D$ m% b人式平台的电机控制仪器的特征，而且成本也会随之
7 V) s: k3 u( s. c增长。
单片机的优点是可以稳定地处理复杂算法,而且单
6 [" b, C: N/ b# Z4 V$ {0 G- ~片机带有丰富的中断源和I/O管脚资源,可以外接键盘、
! L$ k8 {" f+ Z5 D2 ~% r$ \LCD显示以及串口、USB接口等,所以可以用单片机作
* F  J" Q# Z9 a0 ~: l7 B为步进电机控制器的核心器件。而CPLD的特点是作为
, B( U. }" }5 i$ i4 @5 g1 C一种整合性较高的逻辑元件,可以增加电路可靠性、减少
* }. s% j% A% k% C8 c6 oPCB面积及降低成本;CPLD各个逻辑方块均相似于一
- _# s0 C6 l3 I. a( b7 v个简单的PLD元件,逻辑方块间的互连关系由可编程的
熔丝构建,并且可以通过VHDL进行程序设计配置宏单
元,每个触发器可独立选择时钟,使CPLD可以并行地以
不同的频率、脉冲数目发出电机控制脉冲,这样就可以实
现对多维步进电机同时进行不同方向、速度、行程的控
制。单片机和CPLD联合控制多路步进电机,既充分发

8 l# X8 Y0 N, u$ A" b* f( ~/ i
# E* y* M3 m' X/ `
( r5 e9 h: i8 k" P5 Q- o. _/ a+ a附件下载：

游客，如果您要查看本帖隐藏内容请回复

' r) V: G) m( p
0 @8 H7 G+ O: |' c+ Y

ekhehnv

谢谢分享                        

hglhgl021

学习一下