基于FPGA的直流电机综合测控系统设计

草鱼草鱼草鱼数字系统设计论文草鱼（EDA技术课程答辩2013秋）题草鱼草鱼草鱼草鱼目基于FPGA的直流电机综合测控系统设计学草鱼草鱼草鱼草鱼院电子信息学院专草鱼草鱼草鱼草鱼业电子信息工程班草鱼草鱼草鱼草鱼级12047514学草鱼草鱼草鱼草鱼号12041419,12041422学生姓名林华，鲤鱼马浩杰指导教师黄继业完成日期2013年12月1、草鱼摘要草鱼草鱼当今，鲤鱼在各行业中自动化控制系统已经取得了较为广泛的发展和应用，鲤鱼而在现在的规模化生产中，鲤鱼电器传动技术以直流驱动控制技术为主流有着重要作用。草鱼一直以来，鲤鱼因直流电动机其转速在调节上比较灵活，鲤鱼调节方法简单，鲤鱼大范围的平滑调速较容易，鲤鱼控制方面性能更好等特点，鲤鱼所以在传动领域中拥有不可动摇的地位。草鱼它在工业机器人、PORK数控机床、PORK等工厂设备自动化中得到广泛应用。草鱼在现代化的生产中，鲤鱼随着规模的不断扩大，鲤鱼各行各业对直流电机在技术上和数量上的需求也越来越大，鲤鱼并在性能上要求也更高。草鱼因此，鲤鱼研究出高可靠性、PORK高性能的直流电机控制系统，鲤鱼并且制造出高水平的系统就有着非常现实和重要的意义。草鱼草鱼关键词PORKFPGA；PORKVERILOG；PORKEDA；PORKPWM调速草鱼摘要草鱼一、PORK草鱼引言草鱼1草鱼本课题研究背景草鱼2草鱼本课题的主要研究内容及意义草鱼二、PORK草鱼整体设计草鱼1草鱼功能要求草鱼2草鱼功能模块设计草鱼21草鱼PWM脉宽调制信号发生模块草鱼22草鱼工作时钟发生器模块草鱼23草鱼消抖动模块ERZP草鱼24草鱼转向控制多路选择器模块草鱼草鱼25草鱼8位寄存器模块草鱼26草鱼7段译码模块草鱼三、PORK直流电机驱动控制电路顶层设计草鱼四、PORK总结草鱼五、PORK参考文献草鱼1引言草鱼本课题研究背景草鱼电机作为机电能的转换装置，鲤鱼其应用范围己遍及国民经济的各个领域。草鱼近些年来，鲤鱼随着现代电力电子技术、PORK控制技术和计算机技术的发展，鲤鱼电机的控制技术也得到了进一步的发展，鲤鱼电机应用已由过去简单的起停控制、PORK提供动力为目的应用，鲤鱼上升到对其速度、PORK位置、PORK转矩等进行精确的控制，鲤鱼使被驱动的机械运动符合预想的要求。草鱼采用功率器件进行控制，鲤鱼将预定的控制方案、PORK规划指令转变成期望的机械运动，鲤鱼这种新型控制技术己经不是传统的“草鱼草鱼电机控制”、PORK“电气传动”草鱼草鱼而是“运动控制”。草鱼运动控制使被控机械运动实现精确的位置控制、PORK速度控制、PORK加速度控制、PORK转矩或力的控制，鲤鱼以及这些被控机械量的综合控制。草鱼草鱼本课题的主要研究内容及意义草鱼本课题是以FPGA为控制核心，鲤鱼实现对直流电机的转速测量和转速调节，鲤鱼为进一步研究和优化直流电机控制方法提供基础。草鱼草鱼设计直流电机控制系统能够充分发挥电机的特性，鲤鱼通过本课题，鲤鱼一方面训练我们在查阅资料的基础上，鲤鱼了解FPGA控制的一些基本技术，鲤鱼掌握其控制系统的分析方法与实现；PORK另一方面通过本次设计，鲤鱼设计出相应的控制系统，鲤鱼以实现对直流电机转速的测量和转速的调节，鲤鱼并以此培养自己的自学和动手能力，鲤鱼从而今后参加工作或进一步深造打下良好的基础。草鱼草鱼整体设计草鱼功能要求草鱼能利用FPGA控制直流电机PWM，鲤鱼对直流电机进行速度控制，鲤鱼旋转方向控制，鲤鱼变速控制。草鱼草鱼功能模块设计草鱼PWM脉宽调制信号发生模块草鱼此模块是FPGA中的PWM脉宽调制信号产生电路。草鱼它的输出接电机转向控制电路模块，鲤鱼此模块输出的两个端口接电机，鲤鱼通过控制SL端（键K1），鲤鱼可以改变电机转向。草鱼它的输入端之一来自模块CNT8B。草鱼这是一个8位计数器，鲤鱼输出的数据相当于锯齿波信号，鲤鱼此信号的频率就是输出PWM波的频率。草鱼本模块的另一端来自键控的8位数据，鲤鱼其中低四位设定为1111，鲤鱼高四位由计数器CNT4B产生，鲤鱼计数器的时钟来自键K8。草鱼于是可以通过手动按键控制电机的转速。草鱼草鱼MODULE草鱼SQU1CIN,ADR,OTPORK草鱼INPUT草鱼70草鱼CIN,ADRPORK草鱼2OUTPUT草鱼OTPORK草鱼REG草鱼OTPORK草鱼ALWAYS草鱼草鱼CIN草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼BEGIN草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼IFADR草鱼CIN草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼OT1B0PORK草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼ELSE草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼OT1B1PORK草鱼草鱼草鱼草鱼END草鱼ENDMODULE草鱼草鱼工作时钟发生器模块草鱼主要由锁相环PLL20担任。草鱼其输入频率是20MHZ；PORK输出两个频率PORKC04096HZ,C15MHZ草鱼草鱼消抖动模块ERZP草鱼MODULE草鱼ERZPCLK,KIN,KOUTPORK草鱼INPUT草鱼CLK,KINPORK草鱼OUTPUT草鱼KOUTPORK草鱼REG草鱼A,B,CPORK草鱼ASSIGN草鱼KOUTA|B|CPORK草鱼ALWAYS草鱼草鱼POSEDGE草鱼CLK草鱼草鱼草鱼草鱼BEGIN草鱼AKINPORK草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼BAPORK草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼CBPORK草鱼草鱼草鱼草鱼END草鱼ENDMODULE草鱼转向控制多路选择器模块草鱼MODULE草鱼SLTSL,M,M0,M1PORK草鱼INPUT草鱼SL,MPORK草鱼OUTPUT草鱼M0,M1PORK草鱼3REG草鱼M0,M1PORK草鱼ALWAYS草鱼草鱼SL草鱼草鱼CASE草鱼SL草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼1B1BEGIN草鱼M0MPORK草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼M11B0PORKEND草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼1B0BEGIN草鱼M01B0PORK草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼M1MPORKEND草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼DEFAULT草鱼BEGIN草鱼M0MPORK草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼M11B0PORKEND草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼ENDCASE草鱼ENDMODULE草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼8位寄存器模块草鱼MODULE草鱼LOCK草鱼D,CLK,RST,QPORK草鱼INPUT草鱼CLK,RSTPORK草鱼INPUT草鱼70草鱼DPORK草鱼OUTPUT草鱼70草鱼QPORK草鱼REG草鱼70草鱼QPORK草鱼ALWAYS草鱼草鱼POSEDGE草鱼CLK草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼IFRST草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼Q0PORK草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼ELSE草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼BEGIN草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼IFCLK草鱼BEGIN草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼Q30草鱼草鱼D30PORK草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼Q74草鱼草鱼D74PORK草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼END草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼END草鱼草鱼ENDMODULE草鱼7段译码模块草鱼4MODULE草鱼DECL7SA,LED7PORK草鱼INPUT草鱼30草鱼APORK草鱼OUTPUT草鱼60草鱼LED7PORK草鱼REG草鱼60草鱼LED7PORK草鱼ALWAYS草鱼草鱼A草鱼CASEA草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼4B0000LED77B0111111PORK/0草鱼4B0001LED77B0000110PORK/1草鱼4B0010LED77B1011011PORK/2草鱼4B0011LED77B1001111PORK/3草鱼4B0100LED77B1100110PORK/4草鱼4B0101LED77B1101101PORK/5草鱼4B0110LED77B1111101PORK/6草鱼4B0111LED77B0000111PORK/7草鱼4B1000LED77B1111111PORK/8草鱼4B1001LED77B1101111PORK/9草鱼DEFAULTLED77B0000000PORK草鱼ENDCASE草鱼ENDMODULE草鱼直流电机驱动控制电路顶层设计草鱼草鱼本文在QUARTUS草鱼II软件平台上实现了基于草鱼VHDL草鱼直流电机速度控制系统的研究设计。草鱼设计期间主要完成了以下工作PORK草鱼1QUARTUS草鱼II软件平台的应用。草鱼掌握了基于VHDL草鱼语言设计5的基本流程和设计输入，鲤鱼设计编译，鲤鱼功能确认，鲤鱼延时确认，鲤鱼设计仿真等模块的应用。草鱼通过应用使我对VHDL草鱼语言深入的了解，鲤鱼可以熟练地使用QUARTUS草鱼II平台进行编程和其他应用。草鱼草鱼2基于VHDL草鱼的直流电机速度控制系统的理论及其软件仿真，鲤鱼本直流电机速度控制系统实现了以下功能PORK草鱼草鱼（1）用户可自行设定电机的目标速度、PORK速度临界差值。草鱼草鱼草鱼（2）系统通过用户设定可以自动进行调速，鲤鱼达到用户指定速度要求。草鱼草鱼草鱼本文提出的基于VHDL草鱼的PWM草鱼实现电路具有结构简单、PORK容易实现等优点。草鱼但是在此设计研究过程中，鲤鱼有以下几点不足PORK基于VHDL草鱼的数字系统设计方法、PORK增加PWM草鱼的精度、PORK将