步进电机是一种将脉冲信号转化成角位移的伺服履行器材。其特色是结构简略、作业牢靠、操控便利。

　　尤其是步距值不受电压、温度的改动的影响、差错不会长时间堆集，这给实践的运用带来了很大的便利。它广泛用于消费类产品(打印机、照相机)、工业操控(数控机床、工业机器人)、医疗器械等机电产品中。

　　一般的步进电机操控办法是选用CPU(PC机、单片机等)合作专用的步进电机驱动操控器来完结，这存在本钱较高、各个环节调配不便利(不同类的电机必需求相应的驱动操控器与之配对)等问题。

　　CPLD器材具有速度快、功耗低、保密性好、程序规划灵敏、抗搅扰能力强、与外围电路接口便利等特色，越来越多的运用于各种工控、丈量、仪器仪表等方面。一起单片机十分合适运用于需求杂乱的操控算法的场合。因而本规划选用的办法是：用单片机收集现场信号后计算出步进电机作业所需的操控信息后，再传给CPLD，CPLD把接收到的信息转化成步进电机实践的操控信号(作业方向、作业速度)输出给电机的驱动电路。这样的长处是单片机与CPLD各行其是。单片机能够专心于处理输入信号与输出信息之间的转化等杂乱的算法.不用占用过多的CPU资源去直接操控电机，也减小了由此引进搅扰的可能性;CPLD只需把单片机传送过来的信息转化成电机的操控信号。这样就发挥了单片机和CPLD两者的长处。

　　一般电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组发生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一视点，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向共同。当定子的矢量磁场旋转一个视点。转子也跟着该磁场转一个视点。每输入一个电脉冲，电动机滚动一个视点行进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改动绕组通电的次序，电机就会回转。所以可用操控脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电次序来操控步进电机的滚动。

　　四个绕组引出四相(相A1相A2相B1相B2)和两个公共线(接到电源的正机)。把绕组的某一相接到电源的地线。这样该绕组就会遭到鼓励。咱们选用四相八拍的操控办法，即1相与2相替换导通，这样可进步分辨率。每一步可转0.9操控电机正转的励磁次序如下表：

　　本计划选用AT89S51作为主操控器材。它与AT89C51兼容，一起还增加了SPI接口和看门狗模块，这不光使程序调试变得便利并且也使程序作业愈加安稳。在计划中该单片机首要完结现场信号的收集并计算出步进电机作业的方向和速度信息。然后传送给CPLD。

　　CPLD选用EPM7128SLC84-15，EPM7128是可编程的大规模逻辑器材，为ALTERA公司的MAX7000系列产品。具有高阻抗、电可擦等特色，可用单元为2500个，作业电压为+5V。CPLD接收到单片机发送过来的信息后，转化成对应的操控信号输出给步进电机驱动器。驱动器则把操控信号处理后输入电机绕组，完结了电机的有用操控。

　　运用CPLD器材使电路的规划变得十分简练。咱们只需求把CPLD的I/O脚引出来， 接上相应的外围器材就能够了。CPLD与专用数字芯片(如74SC164等)的一个重要区别是其I/O 口的功用可任意在软件上设定，这样在硬件规划中便可只用考虑电源线与地线的散布。以减小高频电流噪声对数据传输的影响。

　　当单片机依据实践情况计算出操控信息(电机的速度和方向)后就要联络CPLD以便及时的把信息传给它。单片机和CPLD交流数据能够选用并行传送或许串行传送的办法。考虑到单片机和CPLD的引脚都比较丰富。并且并行传送的接口相对简略，因而选用并行的办法交流数据。规则传送数据的协议如下图所示：

　　由图可知，单片机每次用P0口发送3个字节的数据(N1、N2分别为速度和方向操控字，N3为和校验字节)，当CPLD检测到EN从高到低的跳变表明传进数据开端。每个字节的有用数据出现在CLK的上升沿。ACK为CPLD的应对信号。当CPLD接收完数据后进行和校验.假如不对则把ACK拉高。单片机若检测到ACK为高电平则重新开端送数的进程。CPLD接收到正确的数据后就把它转化成步进电机的物理运动。直到接收到新的操控信息。咱们用VHDL言语编程，并挑选EPM7128SLC84-15作为方针器材进行时序仿真和硬件测验。程序的框图如下：

　　单片机是一种十分传统的智能操控器材，无论是智能家电仍是消费类产品都有它的身影。CPLD器材在各种场合的运用也越来越广泛。两者有各自的优缺点。单片机操控功用很强，能完结杂乱的数学运算.可是安稳性稍差。CPLD作业速度快。程序不会跑飞。合适发生各种杂乱组合逻辑和时序逻辑。能够灵敏的界说各个引脚的与外围电路衔接的电气特性等。运用单片机和CPLD联合操控步进电机仅仅不同类型的器材协同完结同一使命在实践运用中的一个比如。实践证明这种办法是可取的。