FPGA Verilog HDL 系列实例--------步进电机驱动控制

【连载】 FPGA Verilog HDL 系列实例  

Verilog HDL 之 步进电机驱动控制

　　步进电机的用途还是非常广泛的，目前打印机，绘图仪，机器人等等设备都以步进电机为动力核心。那么，下面我们就了解下什么是步进电机，它是怎么控制的。

一、步进电机相关知识简介

1、步进电机概述

　　步进电机是一种能够将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件，它实际上是一种单相或多相同步电动机。单相步进电动机有单路电脉冲驱动，输出功率一般很小，其用途为微小功率驱动。多相步进电动机有多相方波脉冲驱动，用途很广。使用多相步进电动机时，单路电脉冲信号可先通过脉冲分配器转换为多相脉冲信号，在经功率放大后分别送入步进电动机各相绕组。每输入一个脉冲到脉冲分配器，电动机各相的通电状态就发生变化，转子会转过一定的角度（称为步距角）。正常情况下，步进电机转过的总角度和输入的脉冲数成正比；连续输入一定频率的脉冲时，电动机的转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系，不受电压波动和负载变化的影响。由于步进电动机能直接接收数字量的输入，所以特别适合于微机控制。

2、步进电机的种类

　　目前常用的步进电机有三类：

　　（1）反应式步进电动机（VR）：它的结构简单，生产成本低，步距角可以做的相当小，但动态性能相对较差。

　　（2）永磁式步进电动机（PM）：它的出力大，动态性能好；但步距角一般比较大。

　　（3）混合步进电动机（HB）：它综合了反应式和永磁式两者的优点，步距角小，出力大，动态性能好，是性能较好的一类步进电动机。

　　如果还想做更深入的了解，自行查找相关资料。

3、步进电机控制的实现

　　我们实验中所使用的步进电机为四相步进电机。转子小齿数为64。系统中采用四路I/O进行并行控制，FPGA直接发出多相脉冲