基于摩托羅拉（現(xiàn)在 飛思卡爾） 大量使用但過時的 SAA1042 步進電機驅(qū)動器 IC，本設(shè)計理念描述了基于 CPLD（復(fù)數(shù)可編程邏輯器件）的步進電機驅(qū)動器實現(xiàn)，該驅(qū)動器也可以取代基于 SAA1027 或 UCN5804B 的設(shè)計中的驅(qū)動器。該設(shè)計僅使用六個宏單元 賽靈思 XC9536 CPLD，因此可以在一個小容量CPLD中實現(xiàn)多個步進電機驅(qū)動器。CPLD步進電機驅(qū)動器需要時鐘、方向、步長和復(fù)位輸入。時鐘輸入接受邏輯電平脈沖，并在脈沖的正邊沿上激活。
方向或 CW/CCW（順時針/逆時針）輸入決定了電機的旋轉(zhuǎn)方向。根據(jù)電機的電氣連接，將此輸入保持在 0V 通常產(chǎn)生 CW 旋轉(zhuǎn)，邏輯 1 輸入產(chǎn)生 CCW 旋轉(zhuǎn)。步長（即全步或半步）輸入決定了電機在每個時鐘脈沖下的角度旋轉(zhuǎn)。保持該輸入為低電平命令電機針對每個施加的時鐘脈沖執(zhí)行一個完整的步進，高輸入產(chǎn)生半步。復(fù)位輸入上的高電平使電機處于先前定義的狀態(tài)，并命令CPLD忽略任何輸入時鐘脈沖。
CPLD的輸出包括A相和A_n相以及B相和B_n相，每個相位通過外部電源驅(qū)動器IC控制電機的兩個線圈之一2 和集成電路3 ，在電機的標(biāo)稱電壓（圖1 ).每個驅(qū)動器輸出端的一對肖特基二極管在通過反轉(zhuǎn)繞組電流引起的感性電壓瞬變期間保護驅(qū)動器的輸出。將 MOSFET 驅(qū)動器與內(nèi)部二極管配合使用，例如 微芯片的 TC4424A 雙驅(qū)動器，可省去對外部二極管的要求。
圖1 仿真專用步進電機控制器、可編程邏輯器件、IC1 ，將步進電機信號施加到電機驅(qū)動器IC2 和集成電路3 .
CPLD的程序包括一個八態(tài)摩爾有限狀態(tài)機，對應(yīng)于電機的八個半步態(tài)。 表1 顯示每個計算機狀態(tài)的驅(qū)動程序輸出。在全步狀態(tài)模式下，狀態(tài)機僅執(zhí)行步驟 0、步驟 2、步驟 4 和步驟 6。在每個時鐘脈沖的上升沿，如果 CW/CCW 為高電平，則機器狀態(tài)從步進 （n） 變?yōu)椴竭M （n+1），如果 CW/CCW 為低電平，則從步進 （n） 變?yōu)椴竭M （n–1）。您可以一個 通用 VHDL 實現(xiàn) 步進電機驅(qū)動器固件。雖然該代碼是為XC9536 CPLD編寫的，但它也適用于任何CPLD或FPGA目標(biāo)器件。 |
