基于FPGA的电机测速电路设计与实现.pdf

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1、机械设计与制造第12期78MachineryDesign&Manufacture2011年12月文童编号：1001—3997(2011)12—0078—03基于FPGA的电机测速电路设计与实现木李大英(重庆工业职业技术学院，重庆401120)DesignandimplementationfortachometercircuitofmotorbasedonFPGALIDa-ying’(ChongqingIndustryPolytechnicCollege，Chongqing401120，China)【

2、摘要】为了满足运动控制系统中电机及其他场合测速、测频的要求，提出了一种基于等精度测频原理的频率计，并通过编码器信号不同的处理方法的对比给出了一种基于FPGA的设计方案，使系统能够完成对电动机转速参数和数据的采集和显示。在QuartusII开发软件环境下，采用硬件编程语言VerilogHDL，实现了电机转速精确的的测量。经在实际应用证明，该系统安全可靠、运行稳定、操作灵活、抗干扰能力强、使用方便，编码器信号四倍频后的测速电路精度可达百万分之一。关键词：等精度；频率计；FPGA；VerilogHDL【A

3、bstract】／nordertomeettherequirementofmotorspeedandfrequencymeasurementinthemo—tioncontrolsystemorothersystems，oneproposalofthefrequencymeterbasedontheequal-precisionfre-quencymeasurementprincipleWasintroduced．AndoedesignproposalbasedonFPGAWasraisedtoen

4、-ablethesystemtocollectanddisplaytheparametersanddataformotor’Srpmbycomparingdifferenten-codersprocessingmethods．MeanwhiletheaccuratemeasurementforrpmofthemotorwasrealizedthroughhardwareprogramminglanguageVeil1ogHDLundertheQuartusIIdevelopmentsoftwaree

5、nviron-ment．Theactualapplicationc0rmedthatthesystemissafeandreliable，stableinrunning,flexibleinolp—erationandeasytousewithstronganti——intefierenceability．Theprecisionofthetachometercircuitoftheencodersignalafterquadruplinghadbeenc0rmedtobeonemillionth．

6、Keywords：Equal-precision；Frequencymeter；FPGA；VerilogHDL中图分类号：TH16，TN79文献标识码：A真。科研人员据等精度的多周期同步测频原理，采用某公司的1引言FLEX10K10系列FPGA和TI的TMS320VC5402进行了硬件电在运动控制系统和计算机测控系统中，频率是最基本的电参数路的设计。提出等精度频率测量方法，该方法具有精度高及在测之一，工程应用中具有重要作用。传量过程中精度保持恒定，不随被测号变化而变化的特点，且精统的测频系统大多采用

7、单片机加逻辑器件构成，而这类测频系统存度可达到1。根据电机光电编码器四倍频的基本原理，利用可在测频速度慢、准确度低、可靠性差的缺点，故而使测量仪表达不到编程逻辑器件FPGA设计了一种对于增量式光电编码器的四倍工业现场的要求。现场可编程门阵列FPGA(FieldProgrammable频电路，其结构简单、性能可靠，可提高被控对象的测量精度和GateArray)属于ASIC产品中半定制的产品，通过软件编程对目标控制精度。使得电机速度测量精度可提高到1。器件的结构和工作方式进行重构，能随时对设i十j蕴行调

8、整，具有集成度高、结构灵活、开发周期短、快速可靠高等特点。VerilogHDL2光电编码器硬件四倍细分原理硬件描述语言是以文本形式设计和描述数字电路系统的，只要所写光电编码器是一种高精度的角位置测量传感器，由于其具的语法符合综合的规范，就可以实现从RTL级到门级网表的转换，有分辨率高、响应速度快、体积小、输出稳定等特点，被广泛应用也就是可以用硬件电路实现。这大大增强我们的没计灵活性，节约了于电机伺服控制系统中。通常在运动控制系统中选用增量式。增十成本。所以FPGA目前