基于SOPC的步進電機驅動控制系統(tǒng)設計.pdf

1、步進電機因其成本低、響應頻率高、便于開環(huán)控制、連續(xù)運行無累計誤差等優(yōu)點，被廣泛應用于各種自動控制領域?？删幊唐舷到y(tǒng)（SOPC）由于其設計靈活、可裁減、可擴充、可升級的特點，為嵌入式系統(tǒng)設計提供了一種全新的解決方案。
　　本文以兩相混合式步進電機為應用對象，首先對步進電機的工作原理、驅動控制技術以及SOPC技術進行研究，然后設計了一種基于SOPC的步進電機驅動控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有主從分布式架構，改變了傳統(tǒng)的集中控制式架構，提高了系

2、統(tǒng)的靈活性。本文還設計了一種智能步進電機驅動控制模塊，該驅動控制模塊采用SOPC技術，增加了系統(tǒng)硬件的可擴展性、復用性和可升級性。
　　本設計的步進電機驅動控制系統(tǒng)由上位機系統(tǒng)和下位機系統(tǒng)兩部分構成。上位機系統(tǒng)使用LabWindows/CVI開發(fā)工具進行設計，具有界面友好、操作簡便的優(yōu)點。下位機系統(tǒng)包括主節(jié)點和子節(jié)點，主節(jié)點作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹虚g節(jié)點，將繁雜的電機控制任務交給子節(jié)點來處理。子節(jié)點充分利用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)點的智能步進電機驅動控制模塊以SOPC系統(tǒng)為核心，自帶微控制器，具有RS485總線接口，配合功率驅動芯片等外圍電路，可實現(xiàn)對步進電機的啟動/停止、正轉/反轉、加速/減速、細分等控制。本文研究了SOPC系統(tǒng)設計流程和軟硬件協(xié)同設計方法，將設計的步進電機控制器可編程邏輯電路封裝成了IP核，并設計和實現(xiàn)了基于Nios II軟核的嵌入式處理器系統(tǒng)。