基于嵌入式的步进电机控制系统设计与实现

• 作 者: 鲁卫延
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: ARM Linux系统 FPGA Web 接口驱动 CGI 步进电机

近些年来,计算机、电子信息技术进步促进了各个领域的飞速发展,它也丰富了嵌入式系统控制步进电机的方法。基于嵌入式系统的步进电机控制技术结合分布式水电站自动化、继保系统使电站运行人员发电操作简单,实现少人值班的效果,提高企业生产运营能力。本文中设计与实现的主要内容是基于FPGA、ARM嵌入式系统的步进电机控制。该系统主要用于监控设备上的步进电机控制。文中采用ALTERA公司的EP1C3T144C8N可编程门阵列作为步进电机控制模块的主芯片；简要介绍了系统设计中各个环节的方案选择；对FPGA控制电路板的部分原理图和PCB板的设计进行分析；用VerilogHDL语言采用从上到下的建模方法描述步进电机细分控制流程、各功能模块的组成；Modelsim仿真FPGA控制板与ARM板之间的串口通讯、FPGA控制逻辑。以S3C2416为处理器的ARM板,其系统内核是Linux3.2,文中用动态加载的方式设计串口设备文件驱动、网口设备文件驱动,使ARM Linux系统内核与外界数据传输。在ARM Linux系统下分析了Boa服务器的性能；在Boa中发布Ajax开发模式结合CGI脚本设计的动态Web页面,减少了用户端Web数据传输流量及提高响应时间。客户端与嵌入式Linux系统中的Boa服务器信息交互时,HTTP协议的工作模式及TCP的连接过程。ARM Linux系统下的CGI程序处理从客户端传来的指令后,传输相应控制命令到FPGA控制板,实现了嵌入式系统控制步进电机运行。本文中FPGA、ARM嵌入式控制系统,通过嵌入式Web服务器,用细分控制方法,实现步进电机在外围环境中准确、低噪声、平滑、高精度运行。