在許多光學測量或儀器儀表中都要用到步進電機，但目前通常是應用單片機進行時序控制，再應用現成的驅動器，這樣勢必會提高儀器儀表的成本和使用。本文針對這個問題設計了一個三相步進電機控制和驅動系統，該系統結構簡單、體積小、成本低，稍加改動可以方便的應用到許多系統中。
1系統構成1.1關于步進電機步進電機作為一種把數字電脈沖信號轉換成機械角位移的機電元件，具有控制簡單、價格低、維護容易、定位精度高、無累積位置誤差、可自鎖、控制成本低等特點而得到廣泛應用。通常步進電機工作時，每相繞組由專門驅動電源通過“環形分配器”按一定規律輪流通電。環形分配器輸出的各路脈沖電壓信號，經過各自的放大器放大后送入步進電機的各相繞組，使步進電機一步步轉動。
1.2控制與驅動電路近幾年來fpga以其高性能、高可靠性及輸出邏輯結構可組態等特性，廣泛用來構成譯碼器、優先編碼器、多路開關、數據比較器、移位寄存器、計數器、總線仲裁器等叭而采用fpga器件對三相步進電機轉動的時序進行控制，不僅簡化了系統的結構、降低了成本、而且編程靈活方便，提高了系統的可靠性，使系統具有更強的通用性。同時我們采用由7個硅npn達林頓晶體管陣列組成的uln2003來驅動步進電機。它能與ttl和cmos電路直接相連，可以直接處理原先需要標準邏輯緩沖器來處理的數據；高耐壓，工作電流大，灌電流可達500ma，并且在關態時可以承受50v的電壓。
fpga步進電機時序控制器的實現bookmark4 2.1步進電機的時序要求混合式步進電動機，工作時要求定子磁極的極性交變。通常要求其繞組由雙極性驅動電路驅動，即繞組電流能正、反向流動是提供給驅動器的時序信號，對應電機的a、b、c三相。此時三相六拍控制時序如所示。
三相步進電機三相六拍時序圖設計一個步進電機控制器，可根據外部動作命令對步進電機實現相應的操作。在此使用有限狀態機來進行設計。其中進行正反轉控制的狀態機如所示。當方向控制信號d為高電平時，電機正向轉動；方向控制信號d為低電平時，電機反向轉動。其相應的vhdl程序如下：4結束語在fpga中使用軟核處理器nios比硬核的優（上接第34頁）2.3系統仿真與調試我們先應用maxplus！進行仿真，控制器的符號如。對于該控制器，我們設置的各個控制信號均是外部電鍵，此外cp為時鐘信號，rate調速方式為：內部數據選擇器根據rate值將移位寄存器的時鐘分別和cp及八進制計數器的輸出端相連，以對cp進行1、2、4、8分頻。stepout輸出的時序通過光電耦合直接送驅動器uln2003，如果為了提高uln2003的驅動能力可以在其輸出端加上拉電阻。
學出版社，2002.朱全慶，等。片上系統中的ip復用。半導體技術，2001，26（7）：3-8.任愛鋒，等。基于fpga的嵌入式系統設計。西安電子科技大學出版社，2004.潘松，黃繼業。eda技術實用教材。北京科技出版社，2002.李維州，郭強。液晶顯示應用技術。北京電子工業出版社，2002.包明（1964-）男，碩士，副教授，主要從事eda技術和計算機檢測技術的研究工作。
（劉鵬編發）從以上可以看出，應用fpga控制步進電機電路設計簡單、價格低廉、應用方便、系統可靠、靈活性大，而且轉動平穩，轉動誤差小。如果對此電路和程序上稍作修改可用于其它光學儀器儀表、光機電一體化系統及單通道多光譜成像中。
：余翰林
：18857411608
：寧波中基斯頓液壓機械有限公司
