5相10拍步进电机控制器.doc

课 程 设 计 课程名称 电子技术综合设计与实践 题目名称 5相10拍步进电机控制器 学生学院 材料与能源学院 专业班级 电子科学与技术（电子信息材料 与元器件）（2）班 学 号 学生姓名 指导教师 2014 年 6 月 20 日 广东工业大学课程设计任务书 题目名称 5相10拍步进电机控制器 学生学院 材料与能源学院 专业班级 电子科学与技术（电子信息材料与元器件）（2）班 姓 名 学 号 一、课程设计的内容 设计一个5相10拍步进电机控制器。 二、课程设计的要求与数据 设计要求包括： 1．控制器可控制步进电机进行正转和反转； 2．设置一个开关，使控制器控制电机具有5相10拍 3．设计步数显示电路，显示相应的步数； 4. 设有启动、停止按钮。 注： 五相步进电动机有五个绕组: A、B、C、D、E , 五相十拍的励磁方式是： 正转顺序: ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB 反转顺序: ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB 三、课程设计应完成的工作 1. 利用各种电子器件设计5相10拍步进电机控制器；2. 利用DE2板对所设计的电路进行验证； 3. 总结电路设计结果，撰写课程设计报告。 摘 要 本设计是用Quartus作为开发环境，以DE2板为硬件平台实现的一个多功能步进电机控制器。设计过程方便。实现了实现了步进电机的正转反转，三相三拍，三相六拍，正转，反转等控制器的基本功能。此外，该设计还实现了步数显示和步数控制，能控制步进电机转动指定拍数后停止转动，还可以控制电机转速，具有很强的可控制性。用DE2板实现具有电路简洁，开发周期短的优点。充分利用了EDA设计的优点。开发过程用了原理图输入方法来进行描述，从底层设计，充分提高了设计者的数字逻辑设计的概念。  关键词：EDA数字电路设计，步进电机控制器，Quartus,DE2版，CPLD 目 录 1 设计任务目的与要求 1 1.1 设计的目的 1 1.2 设计的要求 2 2 模块及其原理介绍 2 2.1 步进电机实现五相十拍和正反转功能 2 2.2时钟分频模块 3 2.3步数显示和控制电路 4 2.4启动控制电路 4 3 设计方案 4 3.1 设计思想和方案 5 3.2原理框图 5 3.3设计的流程图 6 4 实验结果与数据分析 7 4.1 测试步骤 7 4.2实验现象 7 5 结论与问题讨论 7 5.1 完成设计要求的程度 7 5.2遇到的问题及解决方法 7 5.3存在的不足和改进思路 8 5.4心得体会 8 参考文献 9 附录 9 1 设计任务目的与要求 1.1 设计的目的 通过这次课程设计，锻炼学生的独立设计数字逻辑的设计的能力和独立解决问题的能力。并熟悉EDA开发的流程，为以后学习，工作打下基础。本设计在FPGA上实现。应用可编程逻辑器件（Programmable Logic Device PLD）实现数字系统设计和单片系统的设计，是目前利用EDA技术设计数字系统的潮流。学生在设计过程中能对一个数字系统有个很好的理解。在DE2板上进行开发，则让学生充分的发挥自己的创新能力。 1.2设计的要求 要求学生独立完成整个分析任务，确定方案，设计，仿真修改，验证，下载的设计过程。 1．控制器可控制步进电机进行正转和反转； 2．设计步数显示和控制电路，能显示相应的步数； 3．设置一个开关，使控制器控制电机具有5相10拍 4. 应有启动、停止功能，可以使电机启动和停止。 对本次设计要有个总结，提交一份报告说明书。用以提高学生的总结，整理设计的能力。有利于学生学习的条理性 在学有余力的情况下，可以自己添加一些特定的功能，充分利用DE2板上的资源，提高自己的学习能力。 2 模块及其原理介绍 2.1 步进电机实现五相十拍和正反转功能 该部分实现步进电机的正反转和五相十拍功能。原理图为图2.1所示。用五个D触发器加逻辑门实现。每当复位端有低电平脉冲输入，该电路自动置入初始相位ABC（11100）。正转通电顺序为：ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB反转通电顺序为：AB→EAB→EA→DEA→DE→CDE→CD