基于FPGA的电机测速系统设计

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摘要:研究的是基于FPGA的电机测速系统设计。该设计以有FPGA;电机测速;VHDL;模块化设计

    随着电子设备及电子产品逐渐向低功耗、小体积、多功基准时基电路,复位电路,传感器测量电路和显示电路。

1.1 基准时基电路设计

    基准时基电路采用50 MHz的有转每分钟)

    Z——光电编码器倍增数(此设计中为360)

    t——测量时间(单位为:秒)

    通过式(1)可以推出电机转速值n的计算公式如式(2)所示。

    f——测量频率

    由式(3),程序在运算模块中将会编写的模块有数据相加模块、乘60模块、除360模块和数据分解模块。运算模块流程图如图8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,再将其相加后得到一个整体的二进制数,以便于进行下面的运算。又因为电脉冲的个数单位为个每秒,而电机转速的单位为转每分钟,所以存在60 s的转换值。利用程序将之前得到的数据乘以60。使用的传感器是欧姆龙编码器E6B2-CWZ6C360P/R,所以倍增数是360,所以在运算模块中我们要除去360。在运算得出转速值后,还需要一个将这个二进制数值分解的模块,因为数码管显示模块是将个十百千位单独显示的,所以要先将每一位分解出来,再送入数码管显示。

3 结束语

    本次设计是基于FPGA的电机测速系统设计,利用的是Altera公司开发的Quartus II软件作为设计平台,可以在FPGA开发板上实现测量由传感器转换得到的脉冲信号,并且通过计算得到电机转速值。

    在本次设计中,还可以进行一些扩展,可以添加报警电路,设定一个报警值,当测量的转速值大于这个报警值时,就可以让蜂鸣器报警或数码管点亮。

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