CPLD開發(fā)板資料復(fù)習(xí)進程

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。CPLD開發(fā)板資料-第二章CPLD硬件系統(tǒng)介紹2.1系統(tǒng)總體介紹本課程設(shè)計所采用的CPLD硬件開發(fā)板分為六個功能模塊：LED發(fā)光二極管陣列、8*8LED陣列、步進電機驅(qū)動電路、串口、數(shù)碼管以及指撥開關(guān)。這幾種功能模塊單獨使用或結(jié)合在一起使用可實現(xiàn)多種功能。其硬件實物圖如圖2-1所示。圖2-1CPLD開發(fā)板硬件實物圖2.2功能模塊介紹1、LED發(fā)光二極管陣列發(fā)光二極管陣列由紅、黃、綠三種不同顏色的發(fā)光二極管組成，可實現(xiàn)流水燈功能，結(jié)合數(shù)碼管可實現(xiàn)交通燈功能，其硬件實物圖如圖2-2所示：圖2-2發(fā)光二極管陣

2、列硬件實物圖發(fā)光二極管陣列的電路原理圖如圖2-3所示：圖2-3發(fā)光二極管陣列的電路原理圖由圖可知，發(fā)光二級管的陰極分別由四個I/O口控制，陽極分別由三個I/O口控制，通過240向不同的I/O送出相應(yīng)的高低電平就可以輪流點亮各個發(fā)光二級管。例如，如果想點亮YEL3，240要向IO17送低電平，IO21送高電平。2、8*8LED點陣8*8LED點陣實際上是由64個發(fā)光二級管組成，其實物圖如圖2-4所示。多塊LED點陣級聯(lián)可擴展成更大的LED點陣陣列。8*8LED內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖2-5所示：SKIPIF10圖2-48*8LED實物圖2-58*8LED點陣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖8*8LED點陣內(nèi)部，二極管的陰極由

3、8個列來進行控制，二極管的陽極由8個行來進行控制。8個行控制和8個列控制分別接到240的16個管腳上。由240給相應(yīng)行控制管腳和列控制管腳送高電平和低電平來點亮點陣中任何一個發(fā)光二極管。發(fā)光二極管實物的管腳并不是按照行和列順序排列的，其行控制和列控制與240管腳的連接見圖2-6，與圖2-6對應(yīng)的LED點陣實物管腳編號如圖2-7所示。SKIPIF10圖2-68*8LED點陣電路原理圖圖2-78*8LED點陣實物管腳編號由圖2-6可知，接電阻的管腳是列控制，0.2k的電阻是限流電阻，不接電阻的管腳是行控制。其行列對應(yīng)表格如下表：列8*8LED點陣實物管腳編號行8*8LED點陣實物管腳編號col81

4、row812col72row715col66row610col511row516col47row45col313row39col214row23col14row183、步進電機驅(qū)動電路步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。通俗一點講：當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(即步進角)。您可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的HYPERLINK/view/652289.htmt_blank目的；同時您可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進電機分三種：永磁式(PM)，反應(yīng)式(VR)和混合式(HB)永

5、磁式步進一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進角一般為7.5度或15度；反應(yīng)式步進一般為三相，可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進角一般為1.5度，但噪聲和振動都很大。在歐美等發(fā)達(dá)國家80年代已被淘汰；混合式步進是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點。它又分為兩相和五相：兩相步進角一般為1.8度而五相步進角一般為0.72度。這種步進電機的應(yīng)用最為廣泛。步進電機的基本參數(shù)有：=1*GB3電機固有步距角：它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖信號，電機所轉(zhuǎn)動的角度。通常步進電機步距角的一般計算按下式計算。=360/(ZmK)式中步進電機的步距角；Z轉(zhuǎn)子齒數(shù)；m步進電動機的相數(shù)；K控制系數(shù)，是拍數(shù)與相數(shù)的比例系數(shù)=2*GB3步進電機的

6、相數(shù)：是指電機內(nèi)部的線圈組數(shù)，目前常用的有二相、三相、四相、五相步進電機。電機相數(shù)不同，其步距角也不同。用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進電機來滿足自己步距角的要求=3*GB3保持轉(zhuǎn)矩：是指步進電機通電但沒有轉(zhuǎn)動時，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。圖2-8步進電機28BYJ48實物圖本課程設(shè)計采用的步進電機28BYJ48型為四相八拍電機，電壓為DC5VDC12V。當(dāng)對步進電機施加一系列連續(xù)不斷的控制脈沖時，它可以連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)動。每一個脈沖信號對應(yīng)步進電機的某一相或兩相繞組的通電狀態(tài)改變一次，也就對應(yīng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一定的角度(一個步距角)。當(dāng)通電狀態(tài)的改變完成一個循環(huán)時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個齒距。四相步進電機可以在不同的通電方

7、式下運行，常見的通電方式有單(單相繞組通電)四拍(A-B-C-D-A)，雙(雙相繞組通電)四拍(AB-BC-CD-DA-AB-)，八拍(A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A)。其實物圖如圖2-8所示。其電路原理圖如圖2-9所示。圖2-9步進電機驅(qū)動電路電路原理圖該步進電機一共五根引出線，分別是紅、橙、黃、粉、藍(lán)。紅色線接P1口管腳2，是供電電源。剩下四個相腳依次為橙、黃、粉、藍(lán)分別接P1口的3、4、5、6管腳，這四個管腳與步進電機驅(qū)動芯片ULN2003的輸出OT1-OT4相連。由240給IO50IO53送脈沖來控制步進電機的轉(zhuǎn)動。該步進電機的通電方式由如下各表給出：表2-1單四拍逆時針橙

8、A黃B粉C藍(lán)D順時針橙A黃B粉C藍(lán)D0 x0810000 x0100010 x0401000 x0200100 x0200100 x0401000 x0100010 x0810000 x0810000 x0100010 x0401000 x0200100 x0200100 x0401000 x0100010 x081000逆時針橙A黃B粉C藍(lán)D順時針橙A黃B粉C藍(lán)D0 x0C11000 x0910010 x0601100 x0300110 x0300110 x0601100 x0910010 x0C11000 x0C11000 x0910010 x0601100 x0300110 x03001

9、10 x0601100 x0910010 x0C1100表2-2雙四拍逆時針橙A黃B粉C藍(lán)D順時針橙A黃B粉C藍(lán)D0 x0810000 x0910010 x0c11000 x0100010 x0401000 x0300110 x0601100 x0200100 x0200100 x0601100 x0300110 x0401000 x0100010 x0c11000 x0910010 x081000表2-3八拍4、串口串口驅(qū)動電路原理圖如圖2-11所示圖2-11串口驅(qū)動電路的電路原理圖串口驅(qū)動電路采用max3232作為驅(qū)動芯片與串口接口相連，結(jié)合串口調(diào)試助手軟件實現(xiàn)開發(fā)板與PC進行串口通信。串

10、口收發(fā)工作時可點亮兩個LED發(fā)光二極管進行指示。5、8位共陽極數(shù)碼管開發(fā)板采用4位共陽SR410281MT02841B型數(shù)碼管，實物圖如圖2-12所示圖2-124位共陽SR410281MT02841B型數(shù)碼管由圖2-12可知，4位數(shù)碼管共12個管腳，其中8個管腳用于段選，4個管腳用于位選。位選和段選的管腳連接圖如圖2-13所示。圖2-13數(shù)碼管管腳連接兩個4位數(shù)碼管級聯(lián)成8位數(shù)碼管，兩個4位數(shù)碼管的8個段選分別共用8個管腳，CPLD通過選通8個位選管腳(向相應(yīng)的IO口送高電平)來點亮其中任何一位數(shù)碼管。4位共陽SR410281MT02841B型數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與管腳對應(yīng)如圖2-14所示。SKIPIF10圖2-14共陽SR410281MT02841B型數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與管腳對應(yīng)6、8路撥碼開關(guān)8路撥碼開關(guān)與其他功能模塊相搭配可實現(xiàn)多種功能。撥碼開關(guān)實物圖如圖2-15所示。其電路原理圖如圖2-16所示。