基于SOPC的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、步進(jìn)電機(jī)因其成本低、響應(yīng)頻率高、便于開環(huán)控制、連續(xù)運(yùn)行無(wú)累計(jì)誤差等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)控制領(lǐng)域?？删幊唐舷到y(tǒng)（SOPC）由于其設(shè)計(jì)靈活、可裁減、可擴(kuò)充、可升級(jí)的特點(diǎn)，為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了一種全新的解決方案。
　　本文以兩相混合式步進(jìn)電機(jī)為應(yīng)用對(duì)象，首先對(duì)步進(jìn)電機(jī)的工作原理、驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)以及SOPC技術(shù)進(jìn)行研究，然后設(shè)計(jì)了一種基于SOPC的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有主從分布式架構(gòu)，改變了傳統(tǒng)的集中控制式架構(gòu)，提高了系

2、統(tǒng)的靈活性。本文還設(shè)計(jì)了一種智能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制模塊，該驅(qū)動(dòng)控制模塊采用SOPC技術(shù)，增加了系統(tǒng)硬件的可擴(kuò)展性、復(fù)用性和可升級(jí)性。
　　本設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)由上位機(jī)系統(tǒng)和下位機(jī)系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。上位機(jī)系統(tǒng)使用LabWindows/CVI開發(fā)工具進(jìn)行設(shè)計(jì)，具有界面友好、操作簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)。下位機(jī)系統(tǒng)包括主節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)，主節(jié)點(diǎn)作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹虚g節(jié)點(diǎn)，將繁雜的電機(jī)控制任務(wù)交給子節(jié)點(diǎn)來(lái)處理。子節(jié)點(diǎn)充分利用FPGA芯片的高速、靈活、可編程

3、的特性，采用Altera公司的Cyclone II系列的EP2C8Q208C8N芯片。子節(jié)點(diǎn)的智能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制模塊以SOPC系統(tǒng)為核心，自帶微控制器，具有RS485總線接口，配合功率驅(qū)動(dòng)芯片等外圍電路，可實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)/停止、正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)、加速/減速、細(xì)分等控制。本文研究了SOPC系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程和軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)方法，將設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)控制器可編程邏輯電路封裝成了IP核，并設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了基于Nios II軟核的嵌入式處理器系統(tǒng)。