本文關鍵詞：基于嵌入式的步進電機控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

  更多相關文章： ARM Linux系統(tǒng) FPGA Web 接口驅(qū)動 CGI 步進電機

【摘要】：近些年來,計算機、電子信息技術進步促進了各個領域的飛速發(fā)展,它也豐富了嵌入式系統(tǒng)控制步進電機的方法�；谇度胧较到y(tǒng)的步進電機控制技術結(jié)合分布式水電站自動化、繼保系統(tǒng)使電站運行人員發(fā)電操作簡單,實現(xiàn)少人值班的效果,提高企業(yè)生產(chǎn)運營能力。本文中設計與實現(xiàn)的主要內(nèi)容是基于FPGA、ARM嵌入式系統(tǒng)的步進電機控制。該系統(tǒng)主要用于監(jiān)控設備上的步進電機控制。文中采用ALTERA公司的EP1C3T144C8N可編程門陣列作為步進電機控制模塊的主芯片；簡要介紹了系統(tǒng)設計中各個環(huán)節(jié)的方案選擇；對FPGA控制電路板的部分原理圖和PCB板的設計進行分析；用VerilogHDL語言采用從上到下的建模方法描述步進電機細分控制流程、各功能模塊的組成；Modelsim仿真FPGA控制板與ARM板之間的串口通訊、FPGA控制邏輯。以S3C2416為處理器的ARM板,其系統(tǒng)內(nèi)核是Linux3.2,文中用動態(tài)加載的方式設計串口設備文件驅(qū)動、網(wǎng)口設備文件驅(qū)動,使ARM Linux系統(tǒng)內(nèi)核與外界數(shù)據(jù)傳輸。在ARM Linux系統(tǒng)下分析了Boa服務器的性能；在Boa中發(fā)布Ajax開發(fā)模式結(jié)合CGI腳本設計的動態(tài)Web頁面,減少了用戶端Web數(shù)據(jù)傳輸流量及提高響應時間�？蛻舳伺c嵌入式Linux系統(tǒng)中的Boa服務器信息交互時,HTTP協(xié)議的工作模式及TCP的連接過程。ARM Linux系統(tǒng)下的CGI程序處理從客戶端傳來的指令后,傳輸相應控制命令到FPGA控制板,實現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)控制步進電機運行。本文中FPGA、ARM嵌入式控制系統(tǒng),通過嵌入式Web服務器,用細分控制方法,實現(xiàn)步進電機在外圍環(huán)境中準確、低噪聲、平滑、高精度運行。
【關鍵詞】：ARM Linux系統(tǒng) FPGA Web 接口驅(qū)動 CGI 步進電機
【學位授予單位】：西安工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM383.6
【目錄】：

• 摘要3-5
• abstract5-10
• 1 緒論10-14
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 國內(nèi)外在本領域中的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.1 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展11-12
• 1.2.2 FPGA器件對步進電機控制12
• 1.3 論文研究的主要內(nèi)容12
• 1.4 論文的結(jié)構(gòu)按排12-14
• 2 系統(tǒng)設計方案14-23
• 2.1 FPGA控制技術應用14-15
• 2.2 ARM嵌入式系統(tǒng)應用15-17
• 2.2.1 嵌入式系統(tǒng)的特點15
• 2.2.2 嵌入式系統(tǒng)的選擇15-16
• 2.2.3 ARM嵌入式Linux開發(fā)平臺16-17
• 2.3 Linux設備驅(qū)動程序設計17-18
• 2.4 嵌入式系統(tǒng)B/S遠程監(jiān)控技術18-19
• 2.4.1 客戶端形式選擇18
• 2.4.2 Web服務器的選擇18-19
• 2.4.3 Boa服務器的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)19
• 2.5 步進電機數(shù)字控制19-21
• 2.5.1 兩相混合式步進電機的工作原理20
• 2.5.2 步進電機細分控制20-21
• 2.6 總體的設計方案21-23
• 3 FPGA控制系統(tǒng)23-39
• 3.1 FPGA控制電路硬件部分設計23-28
• 3.1.1 FPGA控制板主芯片簡介23-24
• 3.1.2 FPGA控制板電源電路24
• 3.1.3 電壓比較電路24-25
• 3.1.4 信號的光電隔離與電平轉(zhuǎn)換25-26
• 3.1.5 D/A轉(zhuǎn)換26-27
• 3.1.6 FPGA串口通訊電路27
• 3.1.7 FPGA程序下載接口27-28
• 3.2 FPGA控制程序設計28-39
• 3.2.1 步進電機控制28-29
• 3.2.2 VerilogHDL編寫控制模塊29-30
• 3.2.3 頻率發(fā)生器模塊30-32
• 3.2.4 地址產(chǎn)生器及正弦ROM數(shù)據(jù)表32-33
• 3.2.5 使能控制模塊33
• 3.2.6 極性脈沖產(chǎn)生器33-34
• 3.2.7 PWM產(chǎn)生器34-35
• 3.2.8 波特率發(fā)生器35-36
• 3.2.9 FPGA串口收發(fā)程序設計36-37
• 3.2.10 串口數(shù)據(jù)編碼譯碼模塊37-39
• 4 ARM嵌入式Linux系統(tǒng)39-52
• 4.1 嵌入式ARM板主要特點39
• 4.2 嵌入式Web服務器后臺設計39-42
• 4.2.1 嵌入式WEB服務器39
• 4.2.2 Boa服務器的搭建39-40
• 4.2.3 CGI程序的編寫40-42
• 4.3 ARM電路板接口驅(qū)動程序42-47
• 4.3.1 串口驅(qū)動程序設計43-45
• 4.3.2 網(wǎng)口驅(qū)動程序設計45-47
• 4.4 網(wǎng)絡通信47-50
• 4.4.1 ARM板與FPGA板串口通訊47-48
• 4.4.2 Linux下的以太網(wǎng)通訊48-50
• 4.5 客戶端控制界面50-52
• 5 系統(tǒng)測試52-58
• 5.1 FPGA控制板電源52
• 5.2 PWM輸出52-54
• 5.3 FPAG串口通訊測試54-55
• 5.4 ARM網(wǎng)口測試55-56
• 5.5 Boa服務器測試56
• 5.6 ARM串口測試56-57
• 5.7 系統(tǒng)整體測試實物圖57-58
• 6 總結(jié)與展望58-60
• 6.1 總結(jié)58-59
• 6.2 展望59-60
• 參考文獻60-63
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文63-64
• 致謝64-66

【參考文獻】

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王世杰;基于B/S模式的嵌入式網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究與設計[D];解放軍信息工程大學;2009年

2 王家堡;異向旋轉(zhuǎn)軸向磁場無槽永磁同步電機特性分析與仿真[D];湖南大學;2013年

，

本文編號：588835