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电机测速_图文_百度文库

2020-03-14 00:39

  电机测速_工学_上等教训_教训专区。基于FPGA的电机测速体例 电道安排 自愿化1403 郑丰 31402450 1.安排简介 本安排的合键主意是基于 FPGA来竣工小数值的方波频 率衡量和电机转速衡量。该安排以有源晶振来发作时基

  基于FPGA的电机测速体例 电道安排 自愿化1403 郑丰 31402450 1.安排简介 本安排的合键主意是基于 FPGA来竣工小数值的方波频 率衡量和电机转速衡量。该安排以有源晶振来发作时基 信号,诈欺欧姆龙光电编码器 E6B2-CWZ6C360P/R 将转速信号改观为频率信号,采用数码管动态显示来显 示衡量所得的数值。FPGA模块的编写是基于 Altera公 司的 Quartus II软件实行编写的,采用的芯片型号为 EP2C5T144C8N。FPGA模块是诈欺 VHDL说话实行编 写,诈欺 Quartus II软件自带的仿真软件实行仿真,通 过巡视仿真波形来验证模块是否准确。 基于 FPGA的电机测速体例安排,以Quartus II为安排平台,测速电机采用硬件刻画说话 VHDL和模 块化安排的方法,并通过数码管驱动电道动 态显示衡量的结果。本安排具有外围电道少, 集成度高,牢靠性强等特性,能够用来衡量 电机的转速值。 3.体例框架及模块说明 图1电机测速体例的总体框图 (1)基准时基电道 基准时基电道采用50 MHz的有源晶振,3.3V电源先通过 FB5, 再通过C10和 C11滤去高频作梗信号后接入有源晶振的 VCC端 口,最终从 OUT端口输出50 MHz的时钟信号。晶振电道如图2 所示。 图2有源晶振电道图 (2)复位按键电道 图3复位按键电道图 按键动作嵌入式智能节制体例中人机交互的常用接口,咱们通 常会通过按键向体例输入百般讯息,测速电机调治百般参数或者发出控 制指令,按键的收拾是一个很紧急的效力模块,它干系到整体 体例的交互本能,同时也影响体例的安稳性。正在本次安排中, 通过按键竣工了 FPGA模块的手动复位。复位按键如图3所示。 (3)传感器电道 光电编码器,是一种通过光电转换将输出轴 上的刻板几何位移量转换成脉冲或数字量的 传感器。浅易来说,光电编码器能够发出一 个角度身分的信号。本次安排所采用的即是 欧姆龙光电编码器 E6B2CWZ6C360P/R (4)数码管显示电道 本安排电道采用的 是共阳极数码管。 当正在位选端 SE1~SE4输入低 电寻常,三极管导 通,测速电机从而 D1~D4 接入高电平。由 a 到 DP端输入数码 管显示码,就能够 取得咱们所需求的 数字,由位选端让 数码管采选导通。 (5)分频模块 因为外部时钟提 供的是50 MHz的 时钟信号,此信 号送入 FPGA模 块,通历程序将 其实行分频,设 计需求的是1s的 闸门脉冲,来统 计被测信号的个 数,从而筹划出 被测信号的频率。 图5分频序次流程图 (6)计数模块 四位十进制计数模块是通 过复位信号和闸门信号来 节制模块对外部被测信号 的十进制计数。当复位信 号为高电寻常,b1、b2、 b3、b4四位计数信号都为 0。当复位信号为低电平, 而且闸门信号为高电寻常, 计数模块滥觞统计外部信 号 clk1的个数,b4为最高 位,b1为最低位。 计数模块流程图如图 6所 示。 图6计数器序次流程图 动态显示模块仿线)数据收拾模块 本次试验是为了实行电机转速的衡量, 而衡量的道理是诈欺传感器将转速信号 变为电脉冲信号,通过衡量脉冲信号的 频率值,带入公式从而筹划出转速值。 数据收拾模块即是诈欺 VHDL说话编写 序次实行数据的运算,将会利用到加减 乘除这4种运算。 通过推理能够得出电脉冲的个数 N与电机的转速 n的合 系式如式(1)所示。 N——电脉冲个数 n——电机转速(单元为:转每分钟) Z——光电编码器倍增数(此安排中 为360) t——衡量工夫(单元为:秒) 通过式(1)能够推出电机转速值 n的 筹划公式如式(2)所示。 而电脉冲个数N与衡量工夫t的比值等于 衡量频率f,是以式(2)能够转换为式 (3)所示。 数据相加模块是为了将频率计所得 到的四位数值乘以相应的倍数,再 将其相加后取得一个举座的二进制 数,以便于实行下面的运算。又因 为电脉冲的个数单元为个每秒,而 电机转速的单元为转每分钟,测速电机是以 存正在60 s的转换值。诈欺序次将之 前取得的数据乘以60。操纵的传感 器是欧姆龙编码器 E6B2CWZ6C360P/R,是以倍增数是 360,是以正在运算模块中咱们要除去 360。正在运算得出转速值后,还需求 一个将这个二进制数值解析的模块, 由于数码管显示模块是将个十百千 位独自显示的,是以要先将每一位 解析出来,再送入数码管显示。

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