课题名称

基于VHDL步进电机控制器设计

论文（设计）摘要：本设计在对步进电机细分驱动原理进行分析研究的基础上，实现了一种基于FPGA控制的步进电机细分驱动器。在设计中利用硬件描述语言（VHDL）对步进电机控制器的各功能模块进行行为描述。系统完成了步进电机的正确脉冲分配并实现了步进电机的方向调节、速度调节及定位控制等功能。设计在Quartus II下进行编译仿真，完成对步进电机控制器的设计以FPGA芯片来实现驱动。基于FPGA驱动模块对步进电机的定位控制更加方便,对速度控制精度很高,并且更加准确。

评阅教师评语:

严达春同学的毕业设计能按任务书的要求开展工作，对步进电机的类型、应用前景进行了分析，自主设计了一款步进电机控制器。基于VHDL设计了步进电机的各主要单元电路和总体系统，并使用Quartus II进行了虚拟仿真，取得了预期的效果，具有一定的实用价值。该生的毕业设计报告写作规范，逻辑性好，已达本科生毕业设计水平。

建议成绩:

评 阅 教 师 （签字）

职 称/学 位

2014年 5 月 20 日

课题名称

基于VHDL步进电机控制器设计

论文（设计）摘要：

本设计在对步进电机细分驱动原理进行分析研究的基础上，实现了一种基于FPGA控制的步进电机细分驱动器。在设计中利用硬件描述语言（VHDL）对步进电机控制器的各功能模块进行行为描述。系统完成了步进电机的正确脉冲分配并实现了步进电机的方向调节、速度调节及定位控制等功能。设计在Quartus II下进行编译仿真，完成对步进电机控制器的设计以FPGA芯片来实现驱动。基于FPGA驱动模块对步进电机的定位控制更加方便,对速度控制精度很高,并且更加准确。

答辩委员会（小组）评语:

严达春同学的毕业设计能按任务书的要求开展工作，以FPGA作为芯片，采用VHDL语言，设计了一个步进电机控制器。详细叙述了设计原理、并用VHDL语言编写了步进电机控制器的各主要单元，并进行了实际制作和调试应用，取得了预期的效果，具有一定的实用价值，较好地完成了任务书所规定的任务。该生的毕业设计具有较好的实用价值，设计报告写作规范，逻辑性好，答辩时讲解清楚，回答问题正确。答辩小组认为，该生的毕业设计已达本科生毕业设计水平，同意通过答辩。

主席（组长） （签字）

成 绩: 委员（组员）

（签字）

2014年 5月 25日

课题名称

基于VHDL步进电机控制器设计

指导教师

李清波

答辩地点

理工南111

姓 名

专业技术职称/学位

姓 名

专业技术职称/学位

答辩委员会（小组）

成 员

李正

教授

陈勇

讲师/硕士

李清波

讲师/硕士

答辩中提出的主要问题及学生回答问题的简要情况：

（1）简述一下步进电机的特点？

步进电机又称脉冲电机，是数字控制的一种执行元件，由输入的脉冲信号来加以控制，将脉冲信号转换成相应的角位移或者线位移。其最大特征是容易精确地控制机械位置，电机的总旋转角度与输入脉冲总数成比例，电机的速度与每秒的输入脉冲数目（脉冲速率：Pulserate）成比例。

（2）步进电机的分类？

反应式：定子上有绕组、转子由软磁材料组成。结构简单、成本低、步距角小，可达1.2°、但动态性能差、效率低、发热大，可靠性难保证。

永磁式：永磁式步进电机的转子用永磁材料制成，转子的极数与定子的极数相同。其特点是动态性能好、输出力矩大，但这种电机精度差，步矩角大（一般为7.5°或15°）。

混合式：混合式步进电机综合了反应式和永磁式的优点，其定子上有多相绕组、转子上采用永磁材料，转子和定子上均有多个小齿以提高步矩精度。其特点是输出力矩大、动态性能好，步距角小，但结构复杂、成本相对较高。

（3）步进电机主要由哪些部分组成？

频率发生器:对外部输入的频率进行分频处理

方向锁存器: 将输入的脉冲信号转为电平信号，并且保证信号的唯一性

脉冲分配器: 把来源于控制环节的时钟脉冲串按一定的规律分配给步进电动机驱动器的各相输入端。

主席（组长）（签字）：

记录人（签字）：

                      答辩日期： 2014  年 5月 25 日