步进电机作为精密的执行元件，广泛应用于现代电子、机械等行业，步进电机的执行过程是由它的通电方式即控制脉冲完成，而环行脉冲分配器是产生控制脉冲中心。因此，步进电机执行过程是环行分配器重复周期。环行分配器的可靠性、精确度以及可变性控制对步进电机的控制都很重要。环行分配器实现的原理是根据步进电机的工作方式设计的。三相步进电机的工作方式是a、ab、b、bc、c、ca，共6拍方式，四相步进电机的工作方式是8拍，五相步进电机是10拍或者20拍。环行分配器组成结构多种多样，如计数器和触发器、单片机和存贮器、存贮器和计数器等。它们器件多，体积大，可靠性低，成本高，并且一旦电路设计完成之后，逻辑关系和时序过程就完全固定，无法修改，只有再次制版、调试等反复加工后完成，这样周期长，成本高。而利用现场可编程逻辑器件宪全克服这些缺点，它具有易于编程和调试、时序关系变化等特点。它按设计思路编程，仿真正确后，由编程器将程序写入器件，加电即可一次完成工程设计。本文介绍用fpga实现五相电机的环形分配。

    可编程逻辑器件是在线电擦除的可编程的逻辑器件，逻辑门电路上千门，一片fpga可以代替几十片，甚至上百片数字集成电路，这就使原有的ic芯片的使用越来越少，它的出现使传统电路设计得到了很大的改进。传统的电路设计过程是，先画原理图，把原理图

绘制成印刷电路板图，再制板，安装，调试。有了fpga，只需在计算机上用原理图、波形方式或文本方式等描述出逻辑功能，再利用相应开发软件进行编译，直至正确后，进行逻辑上波形时序仿真，根据波形时序图就可以判断所设计的逻辑功能和时序关系的正确性。并通过写入器将编译后的文本文件写入器件中即可，再做一个小印制版、安装，完成整个逻辑电路的设计工程。在调试过程中，如果逻辑上需要变化，仅改变软件，而无需硬件变动就能完成相应功能，因此，有了fpga器件，电路设计时序变化和维修以及专用化都非常方便。

    fpga的特点[1]：

    (1)集成度高。如一片max7000可多达7000令门逻辑电路。

    (2)结构灵活，设计方便。在电路设计时，可随时对逻辑结果进行实时仿真，验证设计逻辑的正确性，即时修改逻辑关系。

    (3)开发周期短，成本低。使用可编程逻辑器件，从设计构思开始到完成批量生产，仅需一至两周的时间。可省大量集成电路制板工序，不但省时，而且还缩小体积，降低了费用，如pcb板的面积减小，元器件减少，装配检验等费用降低。

    (4)速度快。因为所有逻辑功能都在一个集成块中进行，无需外部控制电路，使i/o接线减少，整个系统的工作速度大大提高。

    (5)可靠性提高，故障率降低。使用fp-ga后，元器件减少，排除器件之间的接触不良、时序关系不匹配等故障。

    (6)安全性增强。使用有加密位的fp-ga，如altera公司的max系列，将使硬件的仿制变得十分困难，有利于设计者的专利保护。

    五相步进电机的环行分配就是根据fp-ga逻辑功能强、容量大等特点而实现的。用roze五相电机，它一共10个接线端。用五相h桥作功率控制，并采用恒频控制方式，则桥上臂的控制信号是桥下臂的控制信号与频率相与后输出信号。因此，每相电机功率控制源共4个控制信号，对五相电机，共20个输出信号，如果用gal实现脉冲分配器，则需要3片gal才能完成设计要求，并且gal无法实现复杂的逻辑关系，而一片epm7000系列完全实现此功能。

3五相步进电机的通电方式    

    五相步进电机有5个绕组，每相绕组有正向通电和反向通电2种状态，所以五相电机共有10个状态，即：a，a，b，b，c，c，d，d，e，e，其相量构成转矩相量图如图1所示。

    根据转矩相量图可得逻辑通电状态表[2]，根据工程需要，选用4-5通电方式，则通电状态共有20拍，其步矩角为0.36度。

    由互相步进电机逻辑通电状态变化，确定了电机控制方式和逻辑关系即环形分配器输出信号。它控制驱动功率的关断以控制电机的绕组电流。

    方程是利