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步进电机控制器 步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应的角位移的特殊电机，每改变一次通电状态，步进电机的转子就转动一步。目前大多数步进电机控制器需要主控制器发送时钟信号，并且要至少一个I／O口来辅助控制和监控步进电机的运行情况。在单片机或DSP的应用系统中，经常配合CPLD或者FPGA来实现特定的功能。本文介绍通过FPGA实现的步进电机控制器。该控制器可以作为单片机或DSP的一个直接数字控制的外设，只需向控制器的控制寄存器和分频寄存器写入数据，即可实现对步进电机的控制。1 步进电机的控制原理步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，因此非常适合对数字系统的控制。步进电机可分为反应式步进电机(简称“VR”)、永磁式步进电机(简称“PM”)和混合式步进电机(简称“HB”)。步进电机区别于其他控制电机的最大特点是，通过输入脉冲信号来进行控制，即电机的总转动角度由输入脉冲数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。步进电机的驱动电路根据控制信号工作，控制信号由各类控制器来产生。其基本原理作用如下： ① 控制换相顺序，通电换相。这一过程称为“脉冲分配”。例如：四相步进电机的单四拍工作方式，其各相通电顺序为A—B—C— D。通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A、B、C、D相的通断，控制步进电机的转向。如果给定工作方式正序换相通电，则步进电机正转；如果按反序换相通电，则电机就反转。 ② 控制步进电机的速度。如果给步进电机发一个控制脉冲，它就转一步，再发一个脉冲，它会再转一步。两个脉冲的间隔越短，步进电机就转得越快。调整控制器发出的脉冲频率，就可以对步进电机进行调速。 2 控制器的总体设计 控制器的外部接口电路如图1所示。各引脚的功能如F： data[7～O] 控制器与单片机等设备的总线接口； CS 片选信号，低电平有效； Wr 写信号，低电平有效； reset 复位信号，低电平有效； adr[1～O] 内部寄存器地址信号，与单片机等设备地址线相连； clk 待分频的时钟，可由FPGA提供； abcd[3～O] 四相位输出。 控制器的内部原理框图如图2所示，由命令字寄存器(CmcL-reg)、分频系数备份寄存器(fdiv—back)、分频器、相位输出状态机组成。 其中命令字寄存器Cmd—reg组成如下(对应的地址为“00”)： x 未用位。 lni 对控制器初始化为1时有效。当该位为1时，备份寄存器的数据直接装入分频器的寄存器reg—data[-15～O]，装入后由硬件自动置0。 New 当对正在运行的控制器写入新的分频系数时，对该位置1；当下一个分频器输出的clkout时钟来到时，将fdiv_back写入到reg_data[-15-03中，分频器便按新的 分频系数进行分频。 Manner[1～0] 电动机的驱动方式，用来控制相位输出状态机的输出，“O0”表示单四拍方式，四相位输出为(A—B—C—D)；“01”表示双四拍，四相位输出为(AB— BC—CI)_一DA)，八拍(A—AB—B—BC— C—CD_D—DA)。 分频系数备份寄存器(fdiv—back) 两字节寄存器，reg_data[-15-O]为分频器的一个16位寄存器，接收fdiv—back的值，对系统的分频为2～65 536。对于12 MHz的输入频率，分频后频率为6 MHz-183 Hz，(本设计中，步进电机的启动转速、转距、加速度由使用者根据实际情况自己计算)分频后每个clkout走一个步距角。对于步距角为1．8。的电机，可以满足各种速度的要求。 励志美文美句摘抄 　　1、不要放弃自己就是真正的坚强，虚心就是坚强，努力就是坚强，从头再来就是坚强，正直就是坚强，学会坚强之前要学会如何爱惜自己。 　　2、人生，就没有，永远的悲痛；也没有，永远的欢欣。能使我们坚强的，往往不是顺境，而是逆境；能让我们醒悟的，往往不是高兴，而是伤心。学会忍受，懂得艰辛，于曲折中前进。 　　3、人都说比天空和大地更远的距离是人与人的距离，因为人心里都会藏匿太多的猜忌和戒备，想要快乐就甩开生命中这些过于沉重，却又不必要的行李吧，生命中有爱就足够了。试着给周围你所熟识的还有你还陌生的人一个真诚无惕的微笑吧，它可以触摸到他人的心灵，微笑是有感染力有连带性的，它会无声的渗透进每个易感的心灵，更会让更多的心灵为之感动，心中有爱就会快乐，就会让微笑发自心底，灿烂在脸上。 　　4、千万不要因为自己已经到了结婚年龄而草率结婚。想结婚，就要找一个能和你心心相印相辅相携的伴侣。不要因为放纵和游戏而恋爱，不要因为恋爱而影响工作和事业，更不要因一桩草率而失败的婚姻而使人生受阻。感情用事往往会因小失大。 　　5、你要从现在开始，微笑着面对生活，不要抱怨生活