pwm控制的fpga实现

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1、毕业设计(论文)课题名称直流电机PWM控制的FPGA实现学生姓名学号院、年级专业指导教师职称年月日41摘要文章详细地介绍了直流电机的类型、结构、工作原理、PWM调速原理以及FPGA集成芯片。并对直流电机PWM调速系统方案的组成、硬件电路设计、程序设计及系统仿真分别进行了详细的叙述。拟开发的直流电机PWM调速装置具有调速范围宽、低功耗、可实现在线调试等特点。本系统是以FPGA为其控制核心，输入电路以键盘作为输入方式向FPGA控制系统发出控制命令，以有源晶振构成的时钟电路发出信号。控制系统接收命令后直接向H型桥式驱动电路发出PWM控制信号。输出电路主

2、要实现正反转、起停控制、速度在线可调功能。本设计已通过了实验仿真。关键词：直流电机；PWM；FPGA；有源晶振41AbstractThispaperintroducesclearlytheconstructionandtheprincipleofDCMotorandtheprincipleoftheSpeedControlbasedonPWMandintegratedFPGAchip.AnddescribesdetaillyandoperatelytheprogramofDCMotorspeedcontrolbasedonPWMhowtobefo

3、rmedandthedesignofthehardwarecircuit,thedesignandtheSystemSimulation.ThedeviceofDCMotorspeedcontrolbasedonPWMbeinginventedhasthefollowcharacteristics:widespeedcontrolrange,lowpoweridle,debuggingonlineandsoon,atthesametime,itcanachievetheautomation.Thecontrolcenterofthesystemi

4、stheFPGA,andtheinputcircuitdeliverstheordersoverthekeyboardasitsinputmethodtotheFPGAadoptingthewayoftheBreach.Whilequartzcrystalclockcircuitandinverterwhichisconsistedofharmonicoscillatorclocksignalsenttothesystem,whentheFPGAreceivestheorders，andlatersendsthePWMsignaltotheout

5、putcircuit,witchistheline-clectricouhecircuitandtheHboardbridgedrivecircuit.TheoutputcircuitchieflycontrolsDCMotortomoveintheclockwiseortheotherdirection.Thedesignhasbeentestedthroughtheexperiment,andtheprogramisdebuggedsuccessfully.Keywords:DCMotor；PWM；FPGA；oscillator41目录摘要I

6、AbstractII1前言11.1课题的来源11.2课题研究的目的和意义11.3课题国内外研究现状21.4课题研究的主要内容22直流电机PWM调速系统方案设计42.1直流电机42.2直流电机调速原理62.4基于单片机的直流电机PWM调速方案92.5基于FPGA的直流电机调速方案102.6方案论证113直流电机PWM调速控制电路设计123.1系统工作原理123.2键盘电路设计133.3系统时钟电路设计143.4H型桥式驱动电路设计153.5电源电路设计173.6主要元器件简介184控制逻辑VHDL描述204.1VHDL硬件描述语言204.2FPGA

7、内部逻辑组成224.3PWM脉宽调制信号产生电路描述224.4运行控制逻辑电路描述275直流电机PWM调速系统仿真295.1FPGA开发环境的介绍295.2建立工程项目305.3正/反转控制仿真355.4启/停控制仿真365.5加/减速仿真365.6仿真结果分析376总结39参考文献40致谢41411前言1.1课题的来源电机是一种能量转换的装置，在国民经济中起着重要作用，无论是在工农生产、交通运输、国防宇航、医疗卫生、商务与办公设备，还是日常生活中的家用电器，都大量的使用着各种各样的电机，如汽车、电视机、电风扇、空调等等也离不开电机。同时，在越来

8、越多的应用场合，只能旋转的电机己无法满足要求，而是要求能够实现快速加速、减速或反转以及准确停止等功能。必须寻找新的电机控制器来适应时代的