户的要求，调整、设计单件生产，以此带来的结果就是许多国外公司都加强了与 日本的合作。现阶段，我国的电力电子产品开发也发展迅速，CPLD不断得到人 们的关注，不仅仅在许多高档产品中可以见到CPLD的身影，而且许多消费性的 电子产品也开始广泛使用CPLD，某些高校也开始了CPLD方面的教学工作，为 CPLD的发展提供新鲜血液。长此以往，我国市场对于CPLD的需求将会大大增长， 但是受到我国本身电子技术差的阻碍，即使CPLD需求很大，但想大规模生产或 研发仍需一段较长的时间。所以，现在我国大部分公司都选择与外国厂商合作研 发、生产。

1。3 本设计的主要任务

本设计的主要两大核心是 CPLD 以及步进电机。通过外部电路中的晶振为整 个系统提供频率，再经过分频器分频获得电路各模块的工作频率，同时通过键盘 控制产生控制步进电机各种运动状态的频率，再通过数码管显示当前步进电机的 转速方向，这部分最重要的是要用到分频器对外部时钟信号进行分频。分频得到 的频率再进入到电机驱动电路，电机驱动电路中最为重要的是环形分配器以及功 率放大器。其中环形分配器实现先前设定的节拍（本次设计是单双八拍）改变步 进电机各相绕组的通电状态，从环形分配器输出的信号再经过功率放大器之后驱 动步进电机旋转。本次设计采用的步进电机是两相四线式步进电机。整个设计中 环形分配器以及分频器起着至关重要的作用，一个是产生各种频率大小的脉冲信 号，一个是对脉冲信号进行控制分配，最终达到驱动步进电机开启、停止、加减 速、正反转的目的。

2 系统整体方案设计

2。1 整体设计原理框图

本设计主要包括键盘、CPLD 硬件描述、数码管显示、电机驱动电路、电机 这几个主要的大模块，原理框图如下图 2-1。

图 2-1 原理框图

其中电机驱动电路又可以细分为如下图中的几个模块：

图 2-2 电机驱动模块

其中脉冲信号发生电路又可以细分为如下图 2-3：

2。2 原理图介绍

图 2-3 信号产生及速度选择

本次设计主要由这五大模块组成，最核心的部分是 CPLD 以及电机驱动模块 这两大部分。由 CPLD 输出脉冲信号，并通过对脉冲信号频率、个数的调节和控 制，来生成不同的脉冲信号，最终达到控制步进电机开始、停止以及正反转。通 过从键盘输入选择开启、停止以及需要选择的速度等级，本次设计除开启以及停 止以外，还设定有正转、反转、加速以及减速。也就是通过键盘控制，生成不同 频率的脉冲信号。在生成脉冲信号的同时，在八位数码管显示相应的速度。脉冲 信号从 CPLD 控制端输出后，进入电机驱动电路，这里的电机驱动电路主要由三 个部分组成，即接口电路、环形分配器以及功率放大器。由于驱动电路中的电流 会比较大，当它达到一定程度时，就会产生大电流干扰信号，一旦这种干扰信号 通过地线进入到控制器之后，会进而影响脉冲信号，这时候我们就需要用到光电 隔离电路，这种电路能够有效地抑制干扰信号的产生，此处的接口电路就是由光 电隔离电路组成的。脉冲信号经由光电隔离之后进入到环形分配器，环形分配器 的作用是设定脉冲信号以及它的方向信号的节拍方式，按照事先设计好的节拍方 式运行，进而转换成功放管的导通以及截至信号，最后控制各个绕组的通电以及 断电。本次设计采用单、双八拍的通电方式来控制步进电机工作。最终脉冲信号 由环形分配器发出进入功率放大电路，对脉冲电路进行功放之后最后来到两相步 进电机。以上是整个步进电机控制电路的简单构成。 VHDL基于CPLD的步进电机控制系统设计(4):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_82183.html