基于FPGA的电机测速系统威廉希尔官方网站 设计

现场可编程门阵列即FPGA，是从EPLD、PAL、GAL等这些可编程器件的基础上进一步发展起来的。作为专业集成威廉希尔官方网站 领域中的半定制威廉希尔官方网站 而出现的FPGA，不但解决了定制威廉希尔官方网站 的不足，而且克服了原有可编程器件因门威廉希尔官方网站 数有限的而产生的缺点。FPGA 的使用十分的灵活，同一片FPGA 只要使用不同的程序就能够达到不同的威廉希尔官方网站 功能。现在FPGA 在通信、仪器、网络、数据处理、工业控制、军事和航空航天等众多领域有着广泛的应用。随着成本和功耗的进一步降低，将在更多的领域运用FPGA。基于FPGA 的电机测速系统设计，以Quartus II 为设计平台，采用硬件描述语言VHDL和模块化设计的方式，并通过数码管驱动威廉希尔官方网站 动态显示测量的结果。本设计具有外围威廉希尔官方网站 少，集成度高，可靠性强等特点，可以用来测量电机的转速值。

外围威廉希尔官方网站 设计

传感器将电机转速的模拟信号转换成数字脉冲信号送入FPGA 模块。同时由基准时钟威廉希尔官方网站 产生准确的时钟信号和复位威廉希尔官方网站 产生的复位信号送入FPGA 模块。再由FPGA 模块产生分频威廉希尔官方网站 、十进制计数器威廉希尔官方网站 、数据处理威廉希尔官方网站 和显示译码威廉希尔官方网站 。由分频威廉希尔官方网站 将送入的基准时钟信号进行分频，得到一个闸门信号，作为十进制计数器的使能信号。数据处理威廉希尔官方网站 的作用是将十进制计数器得到的数据进行相应的处理后，再送入显示译码威廉希尔官方网站 进行转换译码。电机测速系统的总体框图如图1所示。外围威廉希尔官方网站 分为：基准时基威廉希尔官方网站 ，复位威廉希尔官方网站 ，传感器测量威廉希尔官方网站 和显示威廉希尔官方网站 。

图2 有源晶振威廉希尔官方网站 图

基准时基威廉希尔官方网站 设计

基准时基威廉希尔官方网站 采用50 MHz 的有源晶振，3．3 V 电源通过FB5接入有源晶振的VCC 端口，同时通过C10和C11滤去高频干扰信号。从OUT 端口输出50 MHz 的时钟信号。晶振威廉希尔官方网站 如图2所示。

复位按键的设计

按键作为嵌入式智能控制系统中人机交互的常用接口，我们通常会通过按键向系统输入各种信息，调整各种参数或者发出控制指令，按键的处理是一个很重要的功能模块，它关系到整个系统的交互性能，同时也影响系统的稳定性。在本次设计中，通过按键实现了FPGA模块的手动复位。复位按键如图3所示。

图3 复位按键威廉希尔官方网站 图

显示威廉希尔官方网站 的设计

在本次设计中我们用到的显示威廉希尔官方网站 如图4 所示。

由数码管显示威廉希尔官方网站 可以知道，这是共阳极数码管。当在位选端SE1～SE4输入低电平时，三极管导通，从而D1～D4接入高电平。由a 到DP 端输入数码管显示码，就可以得到我们所需要的数字，由位选端让数码管选择导通。

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，可以添加报警威廉希尔官方网站 ，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。