课程设计方案直流电机说明说

《课程设计方案直流电机说明说》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、.河南科技大学课程设计说明书课程名称现代电子系统课程设计题目＿直流电机控制设计＿＿学院＿电子信息工程学院班级＿电信科081学生姓名＿＿000＿＿指导教师＿齐晶晶、张雷鸣＿＿＿日期＿2018年12月16日＿＿＿＿课程设计任务书<指导教师填写）..课程设计名称现代电子系统课程设计学生姓名袁伟伟_专业班级信科081设计题目直流电机控制设计一、课程设计目的学习直流电机PWM的FPGA控制；掌握PWM控制的工作原理；掌握GW48_SOPC实验箱的使用方法；了解基于FPGA的电子系统的设计方法。二、设计内容、技术条件和要求利用PWM控制技术实现直流

2、电机的速度控制。<1）基本要求：a．速度调节：4档，数字显示其档位。b．能控制电机的旋转方向。c．通过红外光电电路测得电机的转速，设计频率计用4位10进制显示电机的转速。<2）发挥部分a．设计“去抖动”电路，实现直流电机转速的精确测量。b．修改设计，实现直流电机的闭环控制，旋转速度可设置。c．其它。三、时间进度安排布置课题和讲解：1天查阅资料、设计：4天实验：3天撰写报告：2天四、主要参考文献何小艇《电子系统设计》浙江大学出版社2008.1潘松黄继业《EDA技术实用教程》科学出版社2006.10齐晶晶《现代电子系统设计》实验指导书电工电

3、子实验教案中心2009.8指导教师签字：2018年11月28日摘要..电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。电动机也俗称马达，它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。21世纪，在工业化集成电路设计中，直流电机得到了广泛的应用，直流电动机是依靠直流工作电压运行的电动机，广泛应用于收录机、录像机、电吹风、电子表、玩具等。所以，多功能、人性化、易操作的电机设计成了一个趋势。本文对于直流电机方面的研究，是基于Quartus2软件，利用FPGA器件，通过VHDL语言编程对直流电机进行基本的自动操作控制。本次直

4、流电机主要有以下功能：1.转速调节。转速调节通过档位来实现，档位为一、二、三、四档，每个档位都设定自己的速度，随着档位的的升高速度逐渐增大，速度的改变通过改变PWM信号的占空比来是实现。2.正反转控制。设置一个按键，调节按键时电机能够改变转动方向。原理为档按下按键时，改变了加在电机两端电压的极性。3.转速显示。转机转动时会有一个速度，速度能够正确的显示在数码管上，并能用实验仪器正确测出。原理为设计一个频率计，测试电机转速。目录..一、任务解读51.1设计要求51.2要求分析5二、方案论证62.1设计思路62.2思路实现7三、设计原理及模

5、块83.1电机驱动原理83.2频率计计数原理83.3PWM模块电路原理93.3.1转速控制模块103.3.2频率计计数模块113.4数码管读数模块123.5消抖电路模块设计123.6总体电路图及其它13四、结果评估及误差分析16五、心得体会总结17六、参考文献18..一、任务解读1.1设计要求本设计利用PWM控制技术实现直流电机的速度控制。要求电机的速度要分为四档，要求有数码管可以档位显示。通过按键可以控制直流电机的正反转，通过红外光可以测得直流电机的转速，并能在数码管上用4位十进制显示电机具体的转动速度。在整个电路中，要有去抖动部分，

6、以求实现直流电机转速的精确测量。在基本功能实现之后，可以尝试修改设计，实现直流电机的闭环控制，这样可以随意设置旋转速度。1.2要求分析根据设计要求，本次电路的实现大概要分为以下几大部分：1.FPGA中PWM模块。2.频率计计数模块。3.数码管读数模块4.消抖电路模块由此，可以得出整个电路系统的原理框图：..二、方案论证2.1设计思路此次电机设计主要实现的功能是：四档速度；电机正反转；转速显示；四档转速的实现在硬件上通过按键实现，按下一次加一档，档位升高，档速提高，软件方面通过程序来设置不同的档位占空比，占空比不同，转速也就不同。当输入电

7、源的占空比大时，直流电机的转速较快；当输入电源的占空比小时，直流电机的转速较慢。直流电机转动方向的控制..，主要是通过一个比较器，一个二选一选择器来实现。通过比较器产生高低电平，然后通过键盘输入的改变来选择通过比较器产生的两个不同电平中的一个，最后把选择的电平加载到直流电机模块上，至此，实现电机转动的正转或反转。直流电机的工作/停止，需要一个二选一选择器来实现。即当通过键盘输入start为1或0时，把二选一选择器选择PWM块所产生的高低电平作为直流电机模块的一个输入端口，作为使能端，从而实现电机的工作/停止。2.2思路实现由上所知，本次

8、设计的关键部分是PWM模块的设计。该模块可以详细分为下面几个小模块：速度等级设置模块、数字比较器模块、锯齿波发生器、旋转方向控制模块。PWM模块设计是整个电路设计的基础，只有很好的实现并产生了直流电机的四个