基于CPLD和VHDL的压电马达驱动、速度控制及通信电路的设计与实现

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压电马达是一种不同于传统的电磁马达的马达,其产品化的研究活跃在日本,美国和德国等先进国家。它利用压电材料的逆压电效应,将驱动电路的电能转换为压电振子的机械能,利用压电振子与转子之间的摩擦力,来推动转子转动。随着现代电子技术的发展,现场可编程门阵列FPGA和复杂可编程逻辑器件CPLD的出现和VHDL语言的成熟,电子系统的设计者利用与器件相应的电子CAD软件,在实验室里就可以设计自己的专用集成电路ASIC器件。将现代电子技术运用于压电马达研究是必然的趋势。 本文首先对目前流行的电子设计技术中的两大核心技术(CPLD技术和VHDL语言)进行了探讨,然后围绕压电马达的研究具体作了如下三方面的工作: 1)设计并实现了某数据采集系统的绘图仪走纸系统的压电马达驱动电路,此电路采用直接频率合成技术合成了驱动压电振子的正弦波形; 2)设计并实现了压电马达的速度控制电路; 3)设计并实现了此数据采集系统通信链路中的UART功能模块。 由于使用了CPLD技术和VHDL语言的电路设计方法,可以设计集成度和可靠性更高的产品,并且设计有更大的灵活性。在此设计的波形发生电路波形可以根据需要改变,频率可以根据压电振子的频率进行调节,压电马达的速度可以控制,绘图仪和工作站点之间的UART功能模块能够正确地实现数据的收发。
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