利用pwm控制技术实现直流电机的速度控制(编辑修改稿)

利用pwm控制技术实现直流电机的速度控制(编辑修改稿)内容摘要：

度的大小， CLK5 输入的的信号，DLED[2..0]显示档位的大小， 0 到 4 的五个档位。 其中， 0 档位表示停止转动， 4 档位依次增大。 四 . 正反转模块设计 方案的设计 该模块利用两个二选一选择器来控制正反转。 当输入为 1 时，两个 MUX21 都选 a，但下面那个 MUX21 的 a 却是接地的，因此只有上面的 MUX21 输出，此时为正转；而转速由上面的比较器输出信号控制。 当输入为 0 时，两个 MUX21 都选 b，但上面那个 b 缺失却是接地的，因此只有下面的 MUX21 输出，此时为反转；而转速由上面的比较器输出信号控制。 8 Z/F 键控制选择 PWM 波形从正端 Z 进入 H 桥，还是从负端 F 进入 H 桥，以控制电机的转向。 按键 1 控制正反转。 方案的实现 方案的仿真 由此图可以看出，由 CMP 引出的输出端作为正反转的输入端和连接硬件按键 1 的 Z/F 可以控制电机的正反转。 五．去抖动模块 方案的设计 去抖动电路采用两个 D触发器和相应的门电路来实现。 去抖动电路的滤波时钟选择为 1024HZ。 两个 D触发器进行级联连接，经触发器产生 Q1和 Q2两个信号。 那么去抖动电路即为 Q1的非与 Q2经过一个与门来实现。 9 六 . 显示模块 方案的设计 此部分分为两个显示模块，一个是档位的显示，另一个是转速的显示。 电机档位显示模块采用 DLED[2..0]的 3 位 2 进制来显示档位。 其档位显示在数码管 8 中。 转 速的显示是由一个频率器组成， 一个输入端接去抖动电路的输出端，另一输入端接 CLK0。 可以通过数码管显示转速，其转速显示在数码管 1 和数码管 2 中。 方案的实现 档位显示： 10 转速显示： 方案的仿真 由上图可知，频率计来显示速度的大小， D_OUT0 接数码管 1，显示转速的个位； D_OUT1 接数码管 2，显示转速的十位。 七．总结 功能验证 通过把设计完成的工程下载到 GW48SOPC实验箱中 FPGA芯片上对设计所要求达到的功能进行验证，通过验证本次设计只能 够完成直流电机速度显示、正反转、调档、去抖动等功能，但是由于能力和时间的原因没有实现直流电机的闭环控制，没有达到旋转速度可调设置的要求。 性能测试 速度测试：最高速度 62 转 /s，最低速度 20 转 /s。 调速测试：将速度分为 5 档 0、 4。 0 档表示停止转动， 4 转速依次递增。 11 正反转测试：当按下按键 1 时，发光二级管亮，即正转；再按一下则反转。 误差分析 本次设计在硬件验证这一环节出现一定的误差，这包括两方面 的产生一是设计本身产生的，二是实验系统造成的。 设计误差分析 由于本身的能力以及在设计中的逻辑分析中有一定的失误，以及设计的过程中一些能够影响到最终结果的因素没有考虑到造成在硬件验证这一环节出现一定的误差。 系统误差分析 本次设计中速度测试传感模块由于码盘自身的老化问题最终将导致速度测试的不准确性，其次就是示波器测试额定转速过程中由于与硬件信号输出端连线存在一定的问题，再者就是实验系统的实验箱有一定的老化及内外部接线的不稳定性导致的问题，在实验的过 程中换了几次实验箱才找到一个合适的。 整体仿真 心得体会 两周的课程设计使自己真的收获许多，不单单是对知识的理解更是深一步的实际应用。 把枯燥的课本知识怎么融合在实际的操作之中。 在进实验室之前，从网上找了许多有关直流电机设计的文档，结合着课本及实验指导书慢慢的理解这个题目。 觉得也没什么的难的，就是几个功能模块的实现，然后组合在一起就可以实现题目的要求。 但真进到实验室之后，按照之前的想法操作后才知道并没有那么简单，并不是简简单单的模块组合，必须是按 12 照要求进一步的深化，明确理解各个 模块之间的关系，以此更详尽的去设计各个模块的功能。 不要急于去实现所有的功能，应该一个一个的来，尽量详细的描述模块的作用，这样才能保证在最后的工程中哪出错可以直接去修改。 通过这次课程设计对直流电机的工作原理及相关的控制原理有了进一步的。