【正文】 o 0)。 y:out std_logic 。 clkkk:out std_logic。 count:out std_logic )。architecture Behavioral of step_top isponent anjianqd is Port (clk,key:in std_logic。時鐘/加鍵/減鍵/換向鍵/復(fù)位/起止鍵 step:out std_logic_vector(3 downto 0)。use 。end Behavioral。t1=t1+con。139。 elsif rising_edge(clk) then if t1=1000 then t1=0。end process。t:=0。 elsif clk39。process(clk,rst) 產(chǎn)生按鍵檢測頻率variable t:integer range 0 to 1499999。 end if。 elsif sub=39。 then if add=39。 then con1:=1。signal t1:integer range 0 to 1100。 已變頻率輸出end bianpin。 Unment the following lines to use the declarations that are provided for instantiating Xilinx primitive ponents.library UNISIM。/**/變頻模塊library IEEE。 end case。7 when1000=data_led=10000000。3 when0100=data_led=10011001。yima:blockbeginprocess (data_ledin) 譯碼 begin case data_ledin is when0000=data_led=11000000。 end case。 data_ledin=d2(15 downto 12)。 when 10=shift=1011。 t:=t+1。shift=1111。disp:block 轉(zhuǎn)速顯示模塊begin process(clkkk,d2,rst) variable t:std_logic_vector(1 downto 0):=00。 else t:=t+1。039。end if。process(clkk)beginif clkk39。 end if。 else t:=(others=39。 end if。 else t(11 downto 8):=0000。 else t(3 downto 0):=0000。139。039。variable t1:integer range 0 to 399。end process。 t:=1。begin if rst=39。signal clkk:std_logic:=39。architecture Behavioral of cepin issignal count,d2:std_logic_vector(15 downto 0):=(others=39。entity cepin is Port (clk,clk1,rst:in std_logic。use 。end process。 end if。 else index:=0。 then index:=0。clkkk=clkk。 else t:=t+1。event and clk=39。begin if rst=39。architecture Behavioral of step_motor issignal clkk:std_logic。 系統(tǒng)時鐘/復(fù)位信號 sel : in std_logic。use 。sel=sel1。 then sel1=39。 end if。y=39。 else if rising_edge(clk) then if t32000000 then t:=t+1。 then t:=0。architecture Behavioral of ztsd issignal sel1:std_logic。entity ztsd is Port (clk,key,rst:in std_logic。use 。,王彥,陳文光,[M].北京:電 子工業(yè)出版社 2005. .第六屆電子大賽資料[C]（多謝老師提供）.4. 王松武，【M】.哈爾濱：。 問題3：靠近電源接進口的三極管發(fā)熱嚴重。計數(shù)周期固定為100，如果占空比改變?yōu)?1％，那么來51個脈沖輸出一個高電平，49個脈沖輸出低電平；然后將占空比計數(shù)結(jié)果送顯示模塊顯示；如果收到換向信號，則跟步進電機換向部分一樣，先停送脈沖一秒,再送反向脈沖信號完成反向轉(zhuǎn)動。開 始系統(tǒng)初始化檢測按鍵是否按鍵?NY判斷按鍵 步進電機 調(diào)整按鍵步進/伺服電機轉(zhuǎn)換按鍵伺服電機調(diào)整按鍵步進進程?伺服進程?步進電機控制進程伺服電機控制進程NNYY 步進電機 驅(qū)動電路 伺服電機 驅(qū)動電路步進電機伺服電機 顯示模塊步進電機轉(zhuǎn)速(圈/分)或伺服電機PWM波占空比 圖8 控制模塊程序流程圖:步進電機控制模塊其程序設(shè)計共分按鍵去抖、變頻、測頻、步進、換向五個部分。系統(tǒng)運行時,默認運行伺服電機控制模塊。兩個電源利用光耦隔離開來，互不影響。當J15輸入為PWM調(diào)制信號時，則J16輸入為低電平，晶體管功率放大器4截止，3導(dǎo)通，3與電機DCMotor形成回路，驅(qū)動電機反轉(zhuǎn)。:直流電動機PWM驅(qū)動電路的具體電路如圖6所示，本電路是基于PWM原理的H型驅(qū) 圖6 直流伺服電動機PWM驅(qū)動電路動電路。從FPGA出來的脈沖信圖5 步進電機驅(qū)動電路號從J1接入按一定的順序分別接到晶體管Q7~Q10的基極，輸出端則有四個相應(yīng)的信號輸出，并接到電機的6腳（注意：電機引出了六根線，只有6才是真正接電機的四相輸入，且分別接電機的A、B、C、D相）?？捎檬?)計算頻率： ()可以看出，只要改變ff的值，就可以方便的改變頻率，使其實現(xiàn)160Hz的等步進調(diào)頻。輸出波形的頻率可用式()算出。用FPGA控制晶體管功率放大器使之工作在占空比可調(diào)的開關(guān)狀態(tài)，精確調(diào)整電動機的轉(zhuǎn)速，這種電路由于工作在管子的飽和截止模式下，效率非常高；H型電路保證了可以簡單的實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的 控制；電子開關(guān)速度很快，穩(wěn)定性也極強，是一種廣泛應(yīng)用的PWM調(diào)速技術(shù)。更主要的問題在于一般的電動機的電阻很小，但電流很大；分壓不僅會降低效率，而且實現(xiàn)很困難。對電動機電樞電壓的調(diào)節(jié)電路、方案選擇的不同，結(jié)果會有很大的差異。 :控制直流伺服電動機的轉(zhuǎn)動方向比較簡單，只需使驅(qū)動電路控制直流電源正接、反接，便可以達到對方向的控制。如圖3所示。例如：四相步進電機的八拍工作方式，其各相通電順序為AABBBCCCDDDAA,通電控制脈沖必須嚴格按照這一順序分別控制A、B、C、D相的通斷。結(jié)合各曲線段的頻率和各段間的階梯頻率便可以建立一個連續(xù)的數(shù)據(jù)表，并通過轉(zhuǎn)換程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)換為脈沖速率。在運行控制過程中，將起始的速度（頻率）分為n分作為階梯頻率，采用階梯升速法將速度連續(xù)升到所需要的速度，然后鎖定，按預(yù)置的曲線運行。以超過最高起動頻率的頻率直接起動，將出現(xiàn)失步現(xiàn)象，甚至無法起動。不過步進電機在控制的精度、速度變化范圍、低速性能方面都不如傳統(tǒng)的閉環(huán)控制的直流伺服電動機，在精度不是需要特別高的場合就可以使用步進電機.. 伺服電機可以把輸入的電壓信號變換成為軸上的角位移和角速度輸出，在控制系統(tǒng)中，伺服系統(tǒng)是一種十分廣泛應(yīng)用的系統(tǒng)，伺服電機在系統(tǒng)中是用作執(zhí)行元件，定子中的勵磁磁通和轉(zhuǎn)子中的電流相互作用時就會產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動電樞轉(zhuǎn)動，恰當?shù)乜刂妻D(zhuǎn)子中電樞的電流的方向和大小，就可以控制伺服電機的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動速度，電樞電流為零時伺服電機則停止不動，不像步進電機需要用時序脈沖去驅(qū)動，還可以通過反饋形成閉環(huán)控制，達到較高的精度。 On the basis of those, we designed the driving circuit for both the currentmotor and the stepmotor based on FPGA:changing the frequency with PWM(脈寬調(diào)制電路) to control the speed of stepmotor, changing the volume of outputvoltage with adjusting the duty cycle (占空比) of impulses to control the speed of currentmotor. Keyword: Stepmotor Servomotor Motorcontrol PWM Duty cycle目錄第一章 總體設(shè)計……………………………………….…….3第二章 單元電路設(shè)計…………………………….………….6………………...…………...……6………..…………………………6第三章 軟件設(shè)計……………………………………………..7第四章 系統(tǒng)測試……………………………………………..9第五章 結(jié)論及參考文獻………………………………….….9第六章 附錄………………………………………………….101．電機簡介。 基于FPGA的電機的控制 摘要：目前，電機在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，由此凸現(xiàn)了電機控制的重要性。 It impels us continuously to study how to master the motor techniques. This paper simply introduced the principles and the characters of currentmotor and stepmotor。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進電機來控制變的非常的簡單。：步進電動機的最高起動頻率（空載起動頻率），而最高運行頻率則可以達到? KHz。②未知突跳頻率，則按段擬合至給定的起動頻率，每段頻率的遞增量（后稱階梯頻率）△f=f/8,即采用8段擬合。在此過程中要處理好兩個問題： ①速度轉(zhuǎn)換時間應(yīng)盡量短；為了縮短速度轉(zhuǎn)換的時間，可以采用建立數(shù)據(jù)表的方法。：步進電機通電換相這一過程稱為脈沖分配。換向信號一定要在前一個方向的最后一個CP脈沖結(jié)束后以及下一個方向的第一個CP脈沖前發(fā)出。調(diào)整觸發(fā)脈沖頻率，就可以對步進電機進行調(diào)速。常用調(diào)節(jié)電樞電壓的方法。但是電阻網(wǎng)絡(luò)只能實現(xiàn)有級調(diào)速，而數(shù)字電阻的元器件價格比較昂貴。方案三：采用由晶體管功率放大器8050和8550組成的H型PWM電路。為了使得到的頻率等步進變化，采用相位累加的方法。將k=3,N=10,fosc=32M代入式①可得到頻率步進為160Hz。電機控制總框圖：