摘 要：提出一種在多用途步進電機運動控制系統中應用現場可編程門陣列（FPGA）實現多臺步進電機可變細分脈沖分配器的方法.按照運動控制系統的多用途特性要求和可逆循環計數尋址EPROM的思想設計可變細分控制策略，將控制步進電機運轉的矩形脈沖波通過細分代碼轉換成階梯近似、幅值恒定的正弦、余弦波.利用VerilogHDL硬件描述語言，并運用MAX+plusII開發軟件，在單片FPGA上實現了多臺步進電機的脈沖分配器，負責細分代碼的生成與輸出，并在FPGA片內集成了大部分的MCU外圍接口電路，包括MCU的譯碼電路、鍵盤和中斷接口電路，使MCU軟件結構和外圍電路大為簡化.結果表明，系統擴展方便，可移植性高，具有廣泛的適應性.

關鍵詞：步進電機;細分控制;現場可編程門陣列;硬件描述語言

　　可編程邏輯器件（Programmable Logic Device，PLD）是近幾年集成電路家族中發展最快的產品之一.PLD內部由許多獨立的可編程邏輯模塊組成，相對傳統分立元件和專用IC，PLD應用更靈活，保密性更強.PLD廠商為用戶提供了各種IP核，且可由用戶剪裁，大大簡化了開發流程[1]，使得PLD受到全世界電子設計工程師的普遍歡迎.目前國內外廣泛應用的PLD是現場可編程門陣列（Field Programmable GateArray，FPGA）和復雜可編程邏輯器件（Complex PLD，CPLD）.本文將FPGA在數字電路設計方面尤其是時序邏輯電路設計方面的優勢，應用到具有多用途特性的步進電機運動控制系統中.

　　步進電機（Step Motor）作為開環控制元件廣泛應用于儀器儀表、機電一體化等方面，但受到自身制造工藝的限制，它的步距角一般較大且是固定的，步進分辨率低、缺乏靈活性、在低頻運行時振動.這些缺點使步進電機應用于要求較高的場合時，只能采取閉環控制，增加了系統的復雜性，嚴重限制了步進電機作為優良的開環控制組件的有效利用[2].步進電機的細分控制是一種可以顯著改善電機綜合使用性能的驅動控制技術，可以在一定程度上有效地克服上述缺點，目前，國內外在該技術領域的研究十分活躍.國外在該領域當前的發展方向主要是大量采用高性能的專用芯片（ASIC），不但價格昂貴，而且其所采用的集成技術由于涉及到微電子技術、集成電路加工技術、電力電子技術的前沿，在我國目前情況下暫不能實現.采用集成加分立元件開發高性能控制、驅動系統是比較適合我國國情的.基于上述考慮，本系統采用單片機+現場可編程門陣列（MCU+FPGA）為硬件電路的基礎架構.


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