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4 o8 N, w0 e. v9 X# B( c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1 R. [. C2 i( i
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
* m# d! S; {8 i4 O+ f% p c! @' i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。
% u" ~* A% X9 ^/ `关键词:步进电机; STC单片机; CPLD; VHDL: e0 L* x$ D! b
1引言% t5 A Z* `. G- F1 K; i% N
步进电机是采用脉冲信号作为驱动信号源的电动) ?( w- k- [; d' K0 c
机,是把电信号转化为角位移的微电机。在微量进给及4 o; Z% p, r8 a
准确定位等数控领域有着广泛的应用，步进电机只需采
# }6 r4 w* O5 u/ r; N. D8 W; p. ^用最简单的开环控制就可取得非常高的控制精度,且这
7 t9 \ X2 m9 s" D/ J6 ?种系统不需要反馈信号,系统硬件实施比较简单,另外,
- G: C) {2 Z$ F3 @# l步进电机还具有以下几个优势:直接采用数字量控制;转
0 R* i9 C. g. g5 X- A8 U动惯量小,启、停方便,步距均匀;设备成本低;定位准确;% b1 O; U$ L, U0 ?" l4 G
调速范围宽。! n2 B9 D1 p1 u, e) \2 K
对于步进电机的控制,可以采用单片机或者PC机,( N; t0 p8 G0 \0 P ^. N( c
但单片机的资源有限,对于多维电机的同步控制不容易7 {$ ~, w+ E# b! E3 ]
实现，而且容易受外部信号干扰,电控平移台、转台上的$ M, u7 U9 e3 i- `) O
行程开关电平的跳变容易使单片机程序跑飞,系统稳定9 Y6 h5 n# L) R O4 ]
/ {/ O2 I+ i) X# F9 _/ g
性较差;而采用PC机操作便携性能差,体现不出基于嵌! x9 \- U" R6 @: t
人式平台的电机控制仪器的特征，而且成本也会随之/ L1 ^4 j" r3 @# f* L* T
增长。4 n9 _# K8 I" z( o1 x3 C
单片机的优点是可以稳定地处理复杂算法,而且单- V) B% e$ F; ~8 \! {
片机带有丰富的中断源和I/O管脚资源,可以外接键盘、
2 q# x& |; K2 S1 m- ~8 SLCD显示以及串口、USB接口等,所以可以用单片机作: U/ u( n( e$ z2 U
为步进电机控制器的核心器件。而CPLD的特点是作为 u2 Q: R2 g" Z( z5 R- Z
一种整合性较高的逻辑元件,可以增加电路可靠性、减少
8 p( k ]2 C% |: i8 @ ]9 P$ {PCB面积及降低成本;CPLD各个逻辑方块均相似于一! c+ R! ]- C- O8 \7 }
个简单的PLD元件,逻辑方块间的互连关系由可编程的" J3 I: l Z* _* u; [: W* f
熔丝构建,并且可以通过VHDL进行程序设计配置宏单& B+ t G6 I6 G, ]9 _; ~% l; K
元,每个触发器可独立选择时钟,使CPLD可以并行地以; h. T) T+ ?! y9 @2 Q: }
不同的频率、脉冲数目发出电机控制脉冲,这样就可以实
$ e, S* D0 b8 a- n现对多维步进电机同时进行不同方向、速度、行程的控
* P: W$ J/ f7 L9 v4 s制。单片机和CPLD联合控制多路步进电机,既充分发
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# s! U% k) _3 `: u- Q附件下载：
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发表于 2020-6-24 13:41
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