基于fpga的阵列式压电快速控制反射镜驱动控制电路研究

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1、分类号学号M201172940学校代码10487密级硕士学位论文基于FPGA的阵列式压电快速控制反射镜驱动控制电路研究学位申请人：李鹏学科专业：物理电子学指导教师：赖建军副教授答辩日期：2014.01.10万方数据ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringArrayTypePiezoelectricFastSteeringMirrorDrivingControlCircuitResearchBasedonFPGACandidate:Li

2、PengMajor:PhysicalElectronicsSupervisor:Assoc.Prof.LaiJianjunHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年

3、月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要快速控制反射镜是一种光学扫描器，广泛应用于激光雷达、空间光通信和自适用光学等领域。快速控制反射镜对驱动控制电路要

4、求较高，驱动控制电路直接影响快速控制反射镜扫描角度、扫描精度和线性度等性能。本文根据需求设计了一种基于现场可编程门阵列的阵列式快速控制反射镜驱动控制电路，主要内容包括以下几个部分：（1）通过分析单子镜和四子镜阵列式快速控制反射镜结构，提出基于现场可编程门阵列的四子镜阵列式快速控制反射镜驱动控制电路方案。（2）介绍四子镜驱动控制电路设计原理和核心器件的选择，电路主要包括主控制器模块，数模转换模块，模数转换模块，外部存储器模块，控制器局域网通信模块和电源模块。根据器件布局和多层板布线要求，设计并制作驱动控制电路印制电路板。（3）基于有限状态机的思想，利用VerilogHDL硬件描

5、述语言设计模数转换数据采集和数模转换数据输出控制程序。采用查询方法设计控制器局域网节点数据发送和数据接收时序控制，通过QuartusⅡ软件仿真验证设计的正确性。（4）对四子镜阵列式驱动控制电路进行调试，验证系统硬件环境的可靠性。将驱动电路级联到反馈行电路和放大电路，搭建激光扫描测试平台，测试二维压电快速控制反射镜三角波驱动扫描性能。测试结果表明，四子镜阵列式快速控制反射镜驱动控制电路满足设计需求。关键词：阵列式快速控制反射镜现场可编程门阵列控制器局域网I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractFaststeeringmirror(FSM)isakindofoptica

6、lscanningdevice,whichiswidelyusedinLaserRadar,spaceopticalcommunicationandadaptiveopticsfield.FSMhashighrequirementsforthedriveandcontrolcircuitwhichdirectlyaffectsFSM’sscanningangle,precision,linearityandsoon.Accordingtothedemands,thispaperdesignedadriveandcontrolcircuitofFSMbasedonfieldpr

7、ogrammablegatearray(FPGA),themaincontentincludesthefollowingparts:(1)Byanalyzingthestructuresofthesub-FSMandarrayFSMoffourmirrors,theirdriveandcontrolcircuitareputforwardbasedonFPGA.(2)IntroducethedesignoffourmirrorsFSMdriveandcontrolcircuitandtheselecti