基于FPGA的多轴步进电机控制系统

观测技术及仪器的进步是推动太阳物理研究的重要手段，步进电机是各类观测仪器精密结构调整部件中经常采用的驱动源，步进电机控制系统的性能直接影响太阳望远镜的数据精度和时间分辨率。介绍了一套怀柔太阳观测基地自主研制的多轴步进电机控制系统。该系统以FPGA为核心控制器，利用中断处理机制及输入/输出寄存器产生多路TTL方波信号，结合驱动器实现多轴步进电机控制；通过周期信号化简处理算法缩短电机调整时间；以霍尔器件作为位置传感器实现系统闭环控制，通过对霍尔信号的软、硬件滤波处理，提高信号识别准确率；设计了板载存储电路，实时保存系统关键参数，大幅提高系统整体的可靠性。同时，该系统设计了丰富的IO接口、通讯接口，提高系统的可集成性。目前该系统已在多台太阳望远镜中投入使用。