(2) 采用 FPGA 作为控制器开发周期短，灵活性强，成本低，可以简化系统设计，降低系统的开发难度，而且根据设计要求的变化，电路当中如果有少量改动时FPGA的优势更加明显。 

(3) FPGA 开发板的IO口最多的时候可以有数百个，在开发板数量限制的情况下，采用FPGA可以方便的连接各种外部设备。因此，用FPGA数字逻辑电路可以实现大规模电路系统的设计，节省了芯片资源，降低了设计成本。

 (4) 基于FPGA 的电机设计可以是并行的、多线程的。由于单片机内部主频和CPU的固有缺陷，单片机的步进电机控制必须是单线程的，是顺序制的。相比之下FPGA工作效率更高。

与传统的由单片计算机机构成的步进电机驱动控制系统相比，采用FPGA对步进电机进行实时高效的控制将具有更高的可靠性，功能也更加完善，采用FPGA之后不再需要EPROM等复杂的信息存储结构，适合于实时性好、集成度高的工作场合。随着CMOS技术的发展和芯片制作工艺的不断进步，FPGA数字可编程逻辑电路的性能会越来越完善，芯片内部时钟频率会越来越高，对事件和指令的响应速度越来越快，而设计和制造成本也会越来越低。不仅仅是在步进电机的控制方面，相信FPGA在其他工业自动控制和信号处理领域也会有很好的表现。综上所述，采用 FPGA 技术对步进电机进行驱动的控制方式能够提升步进电机的性能和市场竞争力，这种控制方式也值得我们进行深入的探索和研究。

1。2  研究现状及前景

随着计算机自动化控制和专用集成电路的发展，步进电机的驱动控制有了很大的进步，目前市面上常见的步进电机控制器常采用：

(1)基于PC和微处理器；

(2)基于专用控制芯片的集成电路；

(3)基于可编程数字逻辑器件和计算机总线的开环控制系统；

 (4)基于数字信号处理器。

在国内，有着许多高校和研究机构都对步进电机的驱动设计进行了深入的研究和探索。国内虽然对于步进电机驱动的算法研究和后期的性能补偿做了很多的研究，但是步进电机本身的自主设计研制和生产能力并不强。一方面国内电机的驱动器性能较欧美国家比较落后；另一方面缺乏驱动器专业生产设备，主要依靠进口，由于技术封锁和专利权的保护，从国外进口的芯片及设备在实际应用当中存在许多不足。总体上来说，近些年来国内关于步进电机的研究取得很大的进步，但与日本、美国等发达国家相比还具有一定差距，具体表现在控制器和驱动器上。步进电机今后的发展趋势，需要积极开发新的电机材料，在原有的铜、铝、硅钢等材料上，发展包括永磁材料在内的各种功能材料。逐步扩展步进电机的市场，使得由原本的单一化的数控机床步进电机向工业自动化、办公自动化、工业印刷类和家用电器类步进电机逐步拓展。我国的步进电机产业应不断开拓创新，积极学习日本、美国等国家先进技术，提高国内的自主研制和生产能力。

1。3 本文的主要工作 

本文在综合国内外众多文献资料的基础上，首先总结了当前步进电机的发展现状，阐述了步进电机的工作原理和控制方式，同时简要介绍了步进电机以后的发展前景和方向。本文将FPGA应用于步进电机的驱动控制中，结合RS232上位机串口通讯实现了基于FPGA的步进电机驱动系统设计。利用MFC串口控制程序和上位机工具，设计了基于MFC的步进电机可视化控制界面，建立步进电机控制板与计算机控制主机之间的联系，可以通过计算机控制主机发送指令至FPGA开发板接收端。通过指令来改变步进电机的控制量，并设计了基于FPGA的步进电机控制系统，，以此来配置步进电机的驱动板，最后实现步进电机的预定功能。以下是本文各章节的安排。