FPGA在电机测速中的应用(4)

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目前我们习惯性用单片机，PLC等装置测量电机转速。经过这些年的发展，电子设计自动化技术比较成熟，其中以FPGA即现场可编程逻辑阵列为技术基础，硬件电路设计开发的电机测速系统包含PLC测量，单片机测量等方法的很多优点。以FPGA芯片为核心，同过电子设计技术再加上使用先进的数字化测速方法，以光电编码器作为测量装置，将会大大提高与高进先前的测量方法。于是此次设计采用光电编码器为载体，以FPGA芯片为核心进行系统的开发与设计。这次的毕业设计是对以前电机测速的改善与提高。

1.3本课题的任务与内容

运用EDA技术采用FPGA芯片为核心，通过光电编码器测量原理，利用Verilog HDL语言编程，利用Quartus II软件进行调试、仿真、下载实现电机的测速功能，并通过7位共阴级数码管动态显示电机实际转速。

（1）通过查阅相应的文献资料，熟悉FPGA的设计过程及原理；

（2）通过查阅相关书籍，掌握FPGA开发软件，设计方法等等；

（3）通过查阅相关书籍，掌握以FPGA为核心的电机测量原理与方法；

（4）绘制电路原理图；

（5）能够设计出相应的硬件电路，能够实现电机测速功能；

（6）在实现设计任务的基础上能够进一步完善，有改进思路即可。

2 测速技术平台

FPGA又被称作现场可编程阵列，它是在CPLD等可编程逻辑器件的基础上再次升级研究发展出的产物。它不仅仅有着许多专用集成电路无法更改的特点，也可以克服其他可编程逻辑器件门电路不足的特点。是对以往专用集成电路的修改。

FPGA是用硬件描述语言完成整个设计过程，可以经过简单的综合，线路布局，然后进行编译，可以快速烧录至 FPGA芯片上进行测试，是现代 IC 设计验证主流技术之一。所有的可编程逻辑关系都可以用低级的门电路来组成，例如计数器，锁存器等等。在大多数的FPGA里面，都包含了许多例化元件，可以方便人们调用。

FPGA通常情况下比专用集成芯片的运行速度要慢，不能够完成比较复杂且专门的电路，并且电能的消耗比其他专用线片高很多。但是FPGA也有着许多其他芯片无法比拟的有点，例如可以大规模的快速生产，可以修改程序实现不同的功能，降低成本。因此，FPGA芯片作为开发设计是一个不错的选择，当完成好设计验证通过后，可以下载移植到专用集成芯片上生产[4]。