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步进电机细分电流控制系统的FPGA电路板设计

更新时间：2020-02-27 16:13:04 大小：9M 上传用户：xiaohei1810查看TA发布的资源 标签：步进电机电流控制系统fpga电路板 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

两相混合式步进电动机是工业控制中广泛应用的一种电机，具有成本低、驱动电路简单的优点。随着高速微处理器和功率电子器件性能的不断提高，电机控制的技术越来越趋向于数字化和高频化。因此，对于两相混合式步进电机的高频控制系统的研究有着重要的现实意义。而目前大多数的步进电动机采用单片机以及DSP（Digital signal processor）控制，其在高速运作时难以实现复杂的实时运算。

    论文针对步进电动机的细分电流的控制，采用了PWM斩波的方法设计了一个高速FPGA控制电路系统。在课题的前一阶段，课题组已经完成了FPGA（Field Programmable Gate Array）芯片的基本设计，包括使用Verilog HDL语言进行FPGA的设计输入，各个模块的编程，以及FPGA的仿真和综合。本文主要在FPGA芯片设计基本完成的这个基础上，进行系统级的设计即以FPGA芯片为核心的高速电路板的设计。

    系统采用ALTERA公司的StratixⅡ系列的FPGA芯片，时钟频率高达200MHZ。通过特殊的布局、布线、匹配、屏蔽等处理，解决电路在高速时的信号完整性、抗干扰、电磁辐射（EMI）和电磁兼容（EMC）等问题。论文主要设计了FPGA控制电路的电源供电，滤波，下载与配置，输入与输出（IO）等各个模块的电路。介绍了采用了FBGA（Fine-Pitch Ball Grid Array）封装的密集引脚芯片的电路设计要点，以及StratixⅡ的供电、管脚连接和配置方法。为了更好的利用FPGA芯片的资源，加入了FPGA芯片中时钟锁相环（PLL）模块的设计以及StratixⅡ的管脚的编程。通过对FPGA进行编程与下载配置到实际的FPGA的芯片中，并进行调试。

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