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基于FPGA的两相步进电机细分驱动电路的设计方案
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2017-12-06
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在采用步进电机驱动的机构中 ，为了提高定位精度 ，提出了一种基于 FPGA 的两相步进电机细分驱动电路的设计方案。采用正弦/ 余弦细分方案 ，通过嵌入 cos/ sin 表格于 FPGA 中 ，合理控制步进电机两相绕组的电流 ，实现斩波恒流均匀细分驱动 ，减小了步距角、提高了步进分辨率 ，最高细分达到 256。给出了 FP2GA 软件设计 ，并在 Modelsim 中完成了仿真。仿真结果表明 ，分频、定时、正弦/ 余弦函数以及全桥控制信号 ，都可以由 FPGA 准确无误地产生 ，达到了设计的要求 ，取得了满意的效果。在实际的应用中 ，电机运行平稳。
图2 为驱动电路原理框图。系统以 FPGA为核心 ，外加两个 8 位 D/ A 转换芯片 TLC7524、两个比较器 LM339、两片全桥驱动芯片 HIP4081以及 3 端可调恒流源 LM234、高达 10 M Hz 的高速光耦 6N137 和普通光耦 TL P521 等构成。
驱动电路可以划分为 6 个功能模块 ：FPGA逻辑电路、工作电流设定电路、D/ A 转换电路、全桥驱动电路、输入隔离电路、反馈电路。各部分的主要功能如下。
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