標(biāo)題：用單片機(jī)和cpld實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的控制

　　摘要：本文介紹了一個(gè)使用單片機(jī)和cpld聯(lián)合控制步進(jìn)電機(jī)的方案。首先闡明步進(jìn)電機(jī)的工作原理及控制方法，然后提出了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)框架，詳細(xì)討論了單片機(jī)和cpld的邏輯接口問題和交換數(shù)據(jù)的協(xié)議，以及用狀態(tài)機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)脈沖分配器的方法。
　　關(guān)鍵詞：步進(jìn)電機(jī)；單片機(jī)；cpld；狀態(tài)機(jī)
　　作者介紹：盧勇威（1971—），男，壯族，廣西南寧市人，講師，高級(jí)技師，研究生畢業(yè)，廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子機(jī)械工程系主任兼學(xué)院電工電子與自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)中心主任，長(zhǎng)期從事實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，主要研究方向?yàn)橹悄茈娮印?br>　　基金項(xiàng)目：廣西教育廳科研項(xiàng)　……（快文網(wǎng)http://m.hoachina.com省略441字，正式會(huì)員可完整閱讀）……　
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。這樣的好處是單片機(jī)與cpld各行其是，單片機(jī)可以專注于處理輸入信號(hào)與輸出信息之間的轉(zhuǎn)換等復(fù)雜的算法，不必占用過多的cpu資源去直接控制電機(jī)，也減小了由此引入干擾的可能性；cpld只需把單片機(jī)傳送過來(lái)的信息轉(zhuǎn)換成電機(jī)的控制信號(hào)。這樣就發(fā)揮了單片機(jī)和cpld兩者的優(yōu)點(diǎn)。
　　1 步進(jìn)電機(jī)原理簡(jiǎn)介
　　通常電機(jī)的轉(zhuǎn)子為永磁體，當(dāng)電流流過定子繞組時(shí)，定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一角度，使得轉(zhuǎn)子的一對(duì)磁場(chǎng)方向與定子的磁場(chǎng)方向一致。當(dāng)定子的矢量磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，轉(zhuǎn)子也隨著該磁場(chǎng)轉(zhuǎn)一個(gè)角度。每輸入一個(gè)電脈沖，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度前進(jìn)一步。它輸出的角位移與輸入的脈沖數(shù)成正比、轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序，電機(jī)就會(huì)反轉(zhuǎn)。所以可用控制脈沖數(shù)量、頻率及電動(dòng)機(jī)各相繞組的通電順序來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
　　我們使用的單極四相步進(jìn)電機(jī)為例，其結(jié)構(gòu)如圖1:
　　圖1 步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)
　　四個(gè)繞組引出四相（相a1相a2相b1相b2）和兩個(gè)公共線（接到電源的正機(jī)）。把繞組的某一相接到電源的地線，這樣該繞組就會(huì)受到激勵(lì)。我們采用四相八拍的控制方式，即1相與2相交替導(dǎo)通，這樣可提高分辨率。每一步可轉(zhuǎn)0.9°控制電機(jī)正轉(zhuǎn)的勵(lì)磁順序如下表：
　　相序
　　a1
　　b1
　　a2
　　b2
　　1
　　1
　　0
　　0
　　0
　　2
　　1
　　1
　　0
　　0
　　3
　　0
　　1
　　0
　　0
　　4
　　0
　　1
　　1
　　0
　　5
　　0
　　0
　　1
　　0
　　6
　　0
　　0
　　1
　　1
　　7
　　0
　　0
　　0
　　1
　　8
　　1
　　0
　　0
　　1
　　表1 步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)相序
　　若要求電機(jī)反轉(zhuǎn)，將勵(lì)磁信號(hào)倒過來(lái)傳送即可。
　　2 步進(jìn)電機(jī)控制方案
　　控制系統(tǒng)的框圖如下：
　　本方案采用at89s51作為主控制器件。它與ta89c51兼容，同時(shí)還增加了isp接口和看門狗模塊，這不 ……（未完，全文共4763字，當(dāng)前只顯示1147字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏用單片機(jī)和cpld實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的控制）

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