基于NIOSⅡ的步進電機控制器的實現(xiàn).pdf

1、隨著半導體技術(shù)的應用和發(fā)展，出現(xiàn)了FPGA(現(xiàn)場可編程邏輯門陣列)，從前需要很多器件才能完成的功能，現(xiàn)在用一個芯片就能實現(xiàn)。可編程器件的進一步發(fā)展，出現(xiàn)了嵌入式軟核處理器，像比較流行的ALTERA公司的NIOS和XILINX公司的MicroBlaze。嵌入式軟核處理器可以根據(jù)我們的需要定制CPU及外設(shè)，這樣不但可以發(fā)揮硬件編程的高速性和并行性，同時可以充分利用現(xiàn)有的CPU應用系統(tǒng)設(shè)計中的豐富資源。 步進電機控制是自動化控制系統(tǒng)中

2、的一個必不可少的環(huán)節(jié)。對步進電機的控制可以有很多方法，比如采用單片機或DSP控制等。但基于單片機或DSP的軟件控制器因其程序執(zhí)行的串行性，很難達到實時并行控制的目的，同時還將占用大量的CPU時間。 本文首先從FPGA發(fā)展的背景入手，介紹了FPGA，NIOS，步進電機控制的相關(guān)概念和其發(fā)展狀況。 其次，闡述了步進電機控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，并對相關(guān)的芯片和功能模塊做了介紹；然后詳細介紹了本設(shè)計中的步進電機控制器和增強型異步串行

3、接口的設(shè)計過程。 然后，詳細介紹了32位NIOS軟核處理器的定制方法。處理器一方面實現(xiàn)了標準部件的定制(如CPU，SDRAM，F(xiàn)LASH，PIO等)，同時將自己設(shè)計的步進電機控制器和異步串行接口掛接在CPU的Avalon總線上。 再次，詳細介紹了基于NIOS的軟件設(shè)計方法，這部分將對定制完成的各功能部件進行操作，同時為了更好地調(diào)試電機的性能參數(shù)，編制了上位機軟件，通過異步串行接口實現(xiàn)對步進電機的控制。 最后，論文