基于FPGA的兩相步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)方案

　　在采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)構(gòu)中 ，為了提高定位精度 ，提出了一種基于 FPGA 的兩相步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)方案。采用正弦/ 余弦細(xì)分方案 ，通過(guò)嵌入 cos/ sin 表格于 FPGA 中 ，合理控制步進(jìn)電機(jī)兩相繞組的電流 ，實(shí)現(xiàn)斬波恒流均勻細(xì)分驅(qū)動(dòng) ，減小了步距角、提高了步進(jìn)分辨率 ，最高細(xì)分達(dá)到 256。給出了 FP2GA 軟件設(shè)計(jì) ，并在 Modelsim 中完成了仿真。仿真結(jié)果表明 ，分頻、定時(shí)、正弦/ 余弦函數(shù)以及全橋控制信號(hào) ，都可以由 FPGA 準(zhǔn)確無(wú)誤地產(chǎn)生 ，達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求 ，取得了滿意的效果。在實(shí)際的應(yīng)用中 ，電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)。

　　圖2 為驅(qū)動(dòng)電路原理框圖。系統(tǒng)以 FPGA為核心 ，外加兩個(gè) 8 位 D/ A 轉(zhuǎn)換芯片 TLC7524、兩個(gè)比較器 LM339、兩片全橋驅(qū)動(dòng)芯片 HIP4081以及 3 端可調(diào)恒流源 LM234、高達(dá) 10 M Hz 的高速光耦 6N137 和普通光耦 TL P521 等構(gòu)成。

　　驅(qū)動(dòng)電路可以劃分為 6 個(gè)功能模塊 ：FPGA邏輯電路、工作電流設(shè)定電路、D/ A 轉(zhuǎn)換電路、全橋驅(qū)動(dòng)電路、輸入隔離電路、反饋電路。各部分的主要功能如下。