數(shù)電課程設計1

1、課 程 設 計 課程名稱 數(shù)字電子技術基礎 題目名稱 5相10拍步進電機控制器 學生學院 材料與能源學院 專業(yè)班級 微電子學（1）班 學 號 3112007312 學生姓名 魏梁 指導教師 徐迎暉 2014 年 6 月 19 日廣東工業(yè)大學課程設計任務書題目名稱 5相10拍步進電機控制器學生學院 材料與能源學院專業(yè)班級 微電子學（1）班姓 名 魏梁學 號 3112007312一、課程設計的內(nèi)容 設計一個5相10拍步進電機控制器。二、課程設計的要求與數(shù)據(jù)設計要求包括：1控制器可控制步進電機進行正轉和反轉； 2設置一個開關，使控制器控制電機具有5相10拍3設計步數(shù)顯示電路，顯示相應的步數(shù)；4. 設

2、有啟動、停止按鈕。注： 五相步進電動機有五個繞組: A、B、C、D、E ,五相十拍的勵磁方式是：正轉順序: ABCBCBCDCDCDEDEDEAEAEABAB反轉順序: ABCBCBCDCDCDEDEDEAEAEABAB三、課程設計應完成的工作1. 利用各種電子器件設計6相12拍步進電機控制器； 2. 利用DE2板對所設計的電路進行驗證； 3. 總結電路設計結果，撰寫課程設計報告。四、課程設計進程安排序號設計各階段內(nèi)容地點起止日期1Quartus II 入門學習，熟悉設計流程實2-214，21211.122進一步學習Quartus II，講解各設計任務及其要求，分配設計任務實2-214，212

3、11.123通過查閱資料，獨立完成電路設計，提交紙質(zhì)電路原理圖草稿實2-214，21211.134在Quartus II和DE2板上實現(xiàn)設計實2-214，21211.14-165演示和驗收實2-214，21211.15-166完成設計報告11.16-18五、應收集的資料及主要參考文獻查閱步進電機的相關材料，理解步進電機的主要原理。本設計中運用到的各種芯片的功能，真值表和相應的邏輯表達式。由于本實驗是在實驗室的DE2板上進行模擬的，因此必須查閱相應的使用說明，以及引腳分配。發(fā)出任務書日期： 2014 年 6月 5 日 指導教師簽名：計劃完成日期： 2014 年 6 月 19 日 基層教學單位責任

4、人簽章：主管院長簽章：摘 要 步進電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進電機件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。本實驗運用quartus軟件進行設計分析，并在DE2板上實現(xiàn)相應的模擬功能。關鍵詞：關鍵詞應為反映設計主題內(nèi)容的技術詞匯，一般為4個左右。五相

5、十拍步進電機 Quartus DE2板目 錄1 設計任務目的與要求11.1 設計一個5相10拍步進電機控制器12 模塊及其原理介紹22.1 74292分頻器2 2.2 74190加減計數(shù)器 2.3 7447顯示譯碼器 2.4 7442譯碼器3 設計方案33.1 設計思路34 實驗結果與數(shù)據(jù)分析45 結論與問題討論5參考文獻61 設計任務目的與要求 1.設計一個5相10拍步進電機控制器。設計要求包括：1控制器可控制步進電機進行正轉和反轉； 2設置一個開關，使控制器控制電機具有5相10拍3設計步數(shù)顯示電路，顯示相應的步數(shù)；4. 設有啟動、停止按鈕。注： 五相步進電動機有五個繞組: A、B、C、D、

6、E ,五相十拍的勵磁方式是：正轉順序: ABCBCBCDCDCDEDEDEAEAEABAB反轉順序: ABCBCBCDCDCDEDEDEAEAEABAB2 模塊及其原理介紹2.1分頻器由于DE2板上的時鐘脈沖頻率是50Mhz，為了觀察步進電機控制器的模擬工作狀態(tài)，必須把頻率降低，因此選擇適當?shù)姆诸l器。所謂“分頻”，就是把輸入信號的頻率變成成倍數(shù)地低于輸入頻率的輸出信號2.2計數(shù)器模塊74190加減計數(shù)器可以實現(xiàn)步進電機從0到9的計數(shù)；它的功能簡介如下：2.3 7447顯示譯碼器；為了顯示步進電機的步數(shù)，需要從計數(shù)器的借口外接一個顯示譯碼器，再從譯碼器接出7段數(shù)碼管，即可實現(xiàn)顯示步進電機工作的顯

7、示步數(shù)功能。由于DE2板的LED數(shù)碼管采用共陽極接法，因此選擇7447顯示譯碼器，其功能表如下。2.4 7442譯碼器；為了將計數(shù)器輸出的四位二進制代碼轉換成高低電平，以驅動電機（實驗中用LED燈代替），需要一個4線8線譯碼器，本實驗采用7442譯碼器。其真值表如下： 3 設計方案3.1 通過查閱資料可知，5相10拍步進電機控制器有5個線圈繞組，步進電機的轉每輸入一個電脈沖，電動機轉動一個角度前進一步。它輸出的角位移與輸入的脈沖數(shù)成正比、轉速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序，電機就會反轉。所以可用控制脈沖數(shù)量、頻率及電動機各相繞組的通電順序來控制步進電機的轉動。五相步進電動機有五個繞組:

8、A、B、C、D、E ,五相十拍的勵磁方式是：正轉順序: ABCBCBCDCDCDEDEDEAEAEABAB反轉順序: ABCBCBCDCDCDEDEDEAEAEABAB實驗中用LED代替線圈，LED的亮和滅代表線圈的通電狀態(tài)，用5個LED代表ABCDE五個線圈繞組，而本實驗步進電機有10拍，并且實現(xiàn)正反轉，因此需要一個74190加減計數(shù)器和一個4線10線譯碼器。另外實驗要求顯示相應的步數(shù)，故需要一個7段字符顯示譯碼器。分頻器用來降低頻率，以便于模擬實驗的記錄和觀察。 4 實驗結果與數(shù)據(jù)分析4.1 利用quartus軟件繪制電路圖，電路圖如下：4.2連接好電路后，在軟件上編譯；4.3分配引腳；4.4再次編譯，無錯誤以后再將電路下載DE2板上。4.5測試電路；5 結論與問題討論5.1 分頻器不工作，沒有脈沖信號輸入。多次嘗試無效以后查閱資料，在此修改其線路接法。5.2顯示器顯示數(shù)字不完整，原因有兩個：