專利名稱：基于cpld的步進電機控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種基于CPLD的步進電機控制器，屬于步進電機控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前在傳統(tǒng)的步進電機控制器是主要是由各種鎖存電路、譯碼電路、計數(shù)器、定時器、門電路等組成，并以此完成步進電機的速度和位置定位等相應(yīng)的邏輯控制功能。這樣控制器結(jié)構(gòu)所需的邏輯電路器件一般較多，整體電路體積較大，且由于器件眾多，器件的可靠性也因此有所降低。尤其當(dāng)控制系統(tǒng)需要增加新功能時，往往需要對電路重新設(shè)計，大大地增加了設(shè)計的周期和費用。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD 器件)在電機控制領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種基于CPLD的步進電機控制器，利用CPLD器件，使控制器性能穩(wěn)定、易于調(diào)試、可平滑升級、靈活性和可移植性好。本實用新型為達到上述目的的技術(shù)方案是一種基于CPLD的步進電機控制器，其特征在于包括地址譯碼單元、三態(tài)緩沖單元、電機方向控制寄存單元以及頻率控制寄存單元和可變分頻單元，地址譯碼單元輸入端接計算機的ISA地址總線、輸出端分別接電機方向控制寄存單元的輸入端和頻率控制寄存單元的輸入端，三態(tài)緩沖單元的輸入端接計算機的ISA數(shù)據(jù)總線、輸出端分別接電機方向控制寄存單元的輸入端和頻率控制寄存單元的單片機的輸入端，且計算機的ISA總線寫信號分別接電機方向控制寄存單元的輸入端和頻率控制寄存單元的輸入端，計算機的ISA總線基本時鐘和頻率控制寄存單元的輸出端分別接可變分頻單元的輸入端。本實用新型基于CPLD的步進電機控制器，采用地址譯碼單元、三態(tài)緩沖單元、電機方向控制寄存單元以及頻率控制寄存單元和可變分頻單元，通過地址譯碼單元將計算機的ISA地址總線進行地址譯碼以得到電機方向控制寄存單元和頻率控制寄存單元的片選信號，通過計算機的ISA總線寫信號向相應(yīng)的地址寫入電機方向控制數(shù)據(jù)和頻率控制數(shù)據(jù)時，控制相應(yīng)寄存器的片選信號和寫信號有效，從計算機的ISA數(shù)據(jù)總線來的數(shù)據(jù)分別被寫入到電機方向控制寄存單元和頻率控制寄存單元，以分別得到電機方向控制信號及頻率控制字，通過頻率控制字就是對ISA總線基本時鐘在可變分頻單元進行分頻的系數(shù)，可變分頻單元對ISA總線基本時鐘分頻后，得到電機脈沖信號，數(shù)字邏輯僅在一片CPLD中實現(xiàn)， 減少了電路板的面積，提高了板卡的可靠性，降低了故障率。具有成本低，集成度高，易于調(diào)試，可靠性好的特點。本實用新型的控制器當(dāng)需要增加更強的功能時，不必修改外部硬件電路，利用CPLD可重構(gòu)系統(tǒng)的特性，可以方便地為系統(tǒng)增加新的功能，實現(xiàn)更復(fù)雜的處理，可實現(xiàn)平滑升級，大大提高了控制器設(shè)計的靈活性和可移植性。

[0006]
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例作進一步的詳細描述。圖1本實用新型基于CPLD的步進電機控制器的結(jié)構(gòu)框圖。圖2本實用新型的應(yīng)用系統(tǒng)框圖。
具體實施方式
見圖1、2所示，本實用新型的基于CPLD的步進電機控制器，包括地址譯碼單元、三態(tài)緩沖單元、電機方向控制寄存單元以及頻率控制寄存單元和可變分頻單元，地址譯碼單元輸入端接計算機的ISA地址總線、輸出端分別接電機方向控制寄存單元的輸入端和頻率控制寄存單元的輸入端，通過地址譯碼單元對ISA地址總線進行地址譯碼，以得到電機方向控制寄存單元和頻率控制寄存單元的片選信號，分別控制電機方向控制寄存單元和頻率控制寄存單元，本實用新型三態(tài)緩沖單元的輸入端接計算機的ISA數(shù)據(jù)總線、輸出端分別接電機方向控制寄存單元的輸入端和頻率控制寄存單元的輸入端，以及控制相應(yīng)寄存器的片選信號和寫信號有效，且計算機的ISA總線寫信號分別接電機方向控制寄存單元的輸入端和頻率控制寄存單元的輸入端，計算機的ISA總線基本時鐘和頻率控制寄存單元的輸出端分別接可變分頻單元的輸入端。從計算機的ISA數(shù)據(jù)總線來的數(shù)據(jù)被寫入到電機方向控制寄存單元得到電機方向控制信號，而寫入到頻率控制寄存單元得到頻率控制字數(shù)據(jù)，頻率控制字數(shù)據(jù)就是對計算機的ISA總線基本時鐘在可變分頻單元進行分頻的系數(shù)，可變分頻單元對ISA總線基本時鐘分頻后得到電機脈沖信號。本實用新型的CPLD器件采用Altera 公司MAX II系列的EPM570T144，該器件具有低功耗、高性能和低成本等特點。見圖1所示，本實用新型電機方向控制寄存單元輸出端和可變分頻單元輸出端分別接有光電隔離開關(guān)，將電機方向控制信號和電機脈沖信號通過電隔離后驅(qū)動步進電機驅(qū)動器上，實現(xiàn)對步進電機進行方向以及步進電機轉(zhuǎn)速等一個或多個自由度的控制，該光電隔離器件可以根據(jù)電機脈沖頻率的高低，選擇高速光耦或普通光耦，如選用6N137，TLP521寸。
權(quán)利要求1.一種基于CPLD的步進電機控制器，其特征在于包括地址譯碼單元、三態(tài)緩沖單元、 電機方向控制寄存單元以及頻率控制寄存單元和可變分頻單元，地址譯碼單元輸入端接計算機的ISA地址總線、輸出端分別接電機方向控制寄存單元的輸入端和頻率控制寄存單元的輸入端，三態(tài)緩沖單元的輸入端接計算機的ISA數(shù)據(jù)總線、輸出端分別接電機方向控制寄存單元的輸入端和頻率控制寄存單元的輸入端，且計算機的ISA總線寫信號分別接電機方向控制寄存單元的輸入端和頻率控制寄存單元的輸入端，計算機的ISA總線基本時鐘和頻率控制寄存單元的輸出端分別接可變分頻單元的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CPLD的步進電機控制器，其特征在于所述的電機方向控制寄存單元輸出端和可變分頻單元輸出端分別接有光電隔離開關(guān)。
專利摘要本實用新型涉及一種基于CPLD的步進電機控制器，地址譯碼單元輸入端接計算機的ISA地址總線、輸出端分別接電機方向控制寄存單元的輸入端和頻率控制寄存單元的輸入端，三態(tài)緩沖單元的輸入端接計算機的ISA數(shù)據(jù)總線、輸出端分別接電機方向控制寄存單元的輸入端和頻率控制寄存單元的單片機的輸入端，且計算機的ISA總線寫信號分別接電機方向控制寄存單元的輸入端和頻率控制寄存單元的輸入端，計算機的ISA總線基本時鐘和頻率控制寄存單元的輸出端分別接可變分頻單元的輸入端。本實用新型通過利用CPLD器件，使控制器性能穩(wěn)定、易于調(diào)試、可平滑升級、靈活性和可移植性好。
文檔編號H02P8/00GK202221974SQ20112037217
公開日2012年5月16日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者喬宏哲, 湯雪彬, 金舒萍 申請人:常州機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院