[实用新型]一种步进电机控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种步进电机控制器，特别涉及一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的步进电机控制器。

背景技术

目前广泛应用的步进电机速度控制器通常是采用单片机产生控制信号，利用EPROM与压频变换器结合的模拟电路实现的，如果要实现对电机的方向和速度控制，需要分别设置额外的外围元件，辅助电路结构复杂、控制精度低。现有技术中通常使用的驱动电路为单极性驱动电路，该驱动线路用矩形恒流斩波供电，虽然简单，但效率低，启动和运行频率均不高，而且电机每运行一步，其绕组内的电流突变，在上升沿或下降沿的电流变化巨大，会引起电机运行的振动和噪音。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种步进电机控制器，能够通过一个结构简单的核心芯片实现对步进电机的运转方向的改变、运转速度的平滑控制，同时有良好的扩展性能和抗干扰能力。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供一种步进电机控制器，其特点是，包含细分驱动模块、单极性驱动模块、选择模块；上述细分驱动模块、单极性驱动模块、分别与选择模块连接。

上述步进电机控制器还包含按键模块、时钟信号模块；上述按键模块与选择模块连接；上述时钟信号模块与单极性驱动模块、细分驱动模块连接。

上述步进电机控制器控制芯片是现场可编程门阵列(FPGA)器件EP1C12Q240C8。

上述选择模块包含第一选择器MUX44、第二选择器BUSMUX；上述第一选择器MUX44为四选一选择器，所述第二选择器BUSMUX为二选一选择器。

上述时钟信号模块使用分频器clk_div，上述分频器的输出引脚与所述第一选择器MUX44的输入引脚相连接。

上述细分驱动模块包含脉宽调制计数模块CNT8、地址计数模块CNT24、波形存储模块ROM3、比较器模块CMP；所述地址计数模块CNT24通过波形存储模块ROM3与比较器模块CMP连接，脉宽调制技术模块CNT8与比较器模块CMP连接。

本实用新型所述的步进电机控制器与现有技术相比，其优点在于：本实用新型由于通过现场可编程门阵列(FPGA)作为核心芯片对步进电机进行控制，减少了外围电路的元件使用，系统扩展性能好、抗干扰能力强；

本实用新型由于设有分频器clk_div和四选一第一选择器MUX44，使时钟信号模块能够输出多种分频的时钟信号；

本实用新型由于设有第二选择器BUSMUX能够选择将单极性驱动信号或细分驱动信号输出到外部步进电机对应相位的功率放大模块；

本实用新型由于设有细分驱动模块，能够将驱动电流细分，用阶梯波供电代替常规的矩形波供电，使步距角减小，步进误差减小，提高精度，同时也减弱了低频震荡问题。

附图说明

图1是本实用新型步进电机控制器的电路框图；

图2是本实用新型步进电机控制器的细分驱动模块的结构图。

具体实施方式

以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式。

本实用新型步进电机控制器使用的现场可编程门阵列(FPGA)器件是EP1C12Q240C8。

请参见图1所示，本实用新型步进电机控制器包含细分驱动模块10、单极性驱动模块20、选择模块30、按键模块40、时钟信号模块50。细分驱动模块10、单极性驱动模块20、按键模块40分别与选择模块30连接，通过按键模块40选择从选择模块30输出单极性驱动信号或细分驱动信号，控制步进电机对应相位的功率放大模块60通断。时钟信号模块50通过选择模块30与单极性驱动模块20、细分驱动模块10连接。

选择模块30包含第一选择器MUX44、第二选择器BUSMUX。其中第一选择器MUX44为四选一选择器，设有四个输入引脚B0到B3，两个选通引脚A1、A2，一个输出引脚Y4；选通引脚A1、A2与外部的选通信号相连接，在选通引脚A1、A2上施加有四种不同的高低电压组合时，分别选择输入引脚B0到B3中的一个信号输出至输出引脚Y4。第二选择器BUSMUX设有两组输入引脚dataa、datab，选通引脚sel、一组输出引脚Y0到Y3；选通引脚sel与按键模块40的一个按键S1连接，通过该按键S1选择将输入引脚dataa或datab上的数据信号传输到输出引脚Y0到Y3。