吕栋腾

（陕西国防工业职业技术学院，陕西西安 710300）

数字系统的设计和实现离不开CPLD 器件，CPLD 在制造完成后用户可根据需要定义其逻辑功能。CPLD 以功能强大、开发过程投资少、开发工具智能化等特点成为硬件设计的首选方式之一[1]。控制步进电机的运行要使用专门的驱动控制器，基于这个特点可以将步进电机和现代数字控制技术结合。本设计通过Verilog HDL 进行编程，在MAX+PLUSII 软件环境下进行编译并写入CPLD，在综合仿真实验仪上实现对步进电机的运行控制和工作模式选择。

1 软件开发环境

CPLD 有Synplify、Synopsps、Quartus II、ZLGICD、ISD51 和MAX+PLUSII 等软件开发环境。该设计采用的是Altera 公司提供的MAX+PLUSII 开发集成环境。MAX+PLUSII 开发系统具有开放的界面，设计时可调用丰富的设计库和模块化工具，支持多种硬件描述语言[2]。MAX+PLUSII 提供了一种与系统结构无关的设计环境，在MAX+PLUSII 上可以进行步进电机控制系统的输入/输出设计，以及功能和时序仿真，最后编译下载整个流程。MAX+PLUSII 软件设计流程如图1 所示。

图1 MAX+PLUSII软件设计流程

2 开发设计语言

该设计采用Verilog HDL 进行编程，以控制步进电机。Verilog HDL 是在C 语言基础上发展起来的，专门面向硬件与系统设计的描述语言。如果前期具备C 语言的编程基础，可以在较短时间内学习和掌握。Verilog 以模块集合的形式来描述硬件数字系统，模块之间并行运行，可以使用高层模块调用其他模块。Verilog 还提供了完善的模拟功能验证，对每个语法结构都定义了清晰的仿真语义，通过建立数学模型能够用Verilog 仿真器对步进电机控制系统进行验证[3]。……