基于fpga的转速测量系统设计

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1、长春理工大学毕业论文摘要本文叙述了转速测量的原理及转速测量的几种常用方法，分析了各种方法在测量上的原理和特性，设计出一种基于FPGA的等精度测速系统。详细阐述了等精度测速系统的工作原理和速度采集方法，并进行了方案论证和误差分析。硬件系统主要由脉冲信号产生、脉冲信号处理和显示模块组成。软件部分采用VHDL语言实现各功能模块设计，在QuartusⅡ开发平台上进行仿真、测试。结果证实该方法具有电路简单、速度快、精度高、稳定性好等优点。具有一定的应用价值。关键词：转速测量等精度FPGAABSTRACTThisarticlenarratedthetachometricsurveyprinci

2、pleandtachometricsurveyseveralcommonlyusedmethods,hasanalyzedeachmethodinthesurveyprincipleandthecharacteristic,designsonekindbasedonFPGAandsoonprecisionstomeasurethefastsystem.Elaboratedindetailandsoonprecisionsmeasuredthefastsystem'sprincipleofworkandthespeedgatheringmethod,andhascarriedonth

3、eprojectconceptdemonstrationandtheerroranalysis.Thehardwaresystemmainlyhas,signalimpulseprocessingandthedisplaymodulebythesignalimpulseiscomposed.ThesoftwarepartusestheVHDLlanguagetorealizevariousfunctionalmoduledesign,inQuartusⅡDevelopsintheplatformtocarryonthesimulation.Theresultconfirmedtha

4、tthismethodhastheelectriccircuittobesimple,thespeedisquick,theprecisionishigh,stabilitygoodandsoonmerits.Hascertainapplicationvalue.Keywords:SpeedMeasurementPrecisionFPGA长春理工大学毕业论文目录第一章绪论11.1转速测量系统的发展11.2转速测量在国民经济中的应用11.3课题研究目的和意义2第二章FPGA技术介绍42.1FPGA概述及特点42.2FPGA设计语言介绍52.3QuartusII介绍7第三章基于FPGA

5、的转速测量原理93.1转速测量原理93.2转速测量方法93.3测量系统的构成113.3.1转速信号采集123.3.2整形电路123.3.3FPGA133.3.4显示电路13第四章等精度测速原理144.1等精度测频原理及误差分析144.2基本性能指标17第五章硬件电路设计185.1FPGA电路设计185.1.1光电传感器185.1.2整形电路185.1.3EPlC6Q240C8N芯片介绍195.2FPGA测频主系统195.3专用模块测试控制信号说明205.4液晶显示介绍21第六章软件设计226.1FPGA功能模块226.1.1测频/测周期的实现226.1.2计数模块设计236.1.3

6、控制模块设计236.1.4脉宽宽度测量和占空比测量模块设计246.2FPGA整体仿真25结论26参考文献27-31-长春理工大学毕业论文第一章绪论1.1转速测量系统的发展目前国内外测量电机转速的方法很多，按照不同的理论方法，先后产生过模拟测速法（如离心式转速表、用电机转矩或者电机电枢电动势计算所得）、同步测速法（如机械式或闪光式频闪测速仪）以及计数测速法。计数测速法又可分为机械式定时计数法和电子式定时计数法。传统的电机转速检测多采用测速发电机或光电数字脉冲编码器，也有采用电磁式（利用电磁感应原理或可变磁阻的霍尔元件等）、电容式（对高频振荡进行幅值调制或频率调制）等，还有一些特殊的测

7、速器是利用置于旋转体内的放射性材料来发生脉冲信号。其中应用最广的是光电式，光电式测速系统具有低惯性、低噪声、高分辨率和高精度的优点。加之激光光源、光栅、光学码盘、CCD器件、光导纤维等的相继出现和成功应用，使得光电传感器在检测和控制领域等到了广泛的应用。而采用光电传感器的电机转速测量系统具有测量准确高、采样速度快、测量范围宽和测量精度与被测转速无关等优点，具有广阔的应用的前景[1]。1.2转速测量在国民经济中的应用转速测量的应用系统在工业生产、科技教育、民用电器等各领