基于CPLD的直流电机驱动及转速测量与控制系统的研制 二

基于CPLD的直流电机驱动及转速

测量与控制系统的研制

摘要：直流电动机的优点是具有较大的启动转矩和良好的起动、制动、调速性能，可以在很宽范围内平滑调速，能在很短的时间里改变转向。本文以CPLD为基础,利用VHDL语言,在电子设计自动化(EDA)工具的帮助下用大规模可编程逻辑器件（ FPGA／CPLD）设计了一个直流电动机直顶向下的调速和测量系统,和一个控制电源。介绍了全数字直流电机调速器的设计思想及各功能模块的具体实现方案，首先介绍了系统的总体结构．接着依次详细说明了各个功能模块的设计思想与实现方案。

关键词：直流电动机；CPLD ；VHDL；电机控制；电机测速

目   录

摘  要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 可编程逻辑器件(CPLD)和VHDL语言简介 1

1.1电子设计自动化（EDA） 1

1.2 FPGA/CPLD简介 2

1.3 VHDL语言简介 5

1.4 MAXPLUSⅡ简介 8

第二章 直流电机驱动及转速测量与控制 10

2.1实现方案的比较 10

2.2转速测量方案比较 11

2.3转速控制方案比较 20

第三章 硬件电路的VHDL语言实现 30

3.1转速测量与控制系统的各子模块构成及原理 30

3.1.1分频模块 31

3.1.2计数模块 31

3.1.3移位与寄存模块 35

3.1.4比较模块 36

3.1.5动态显示模块 38

3.1.6键盘输入模块 41

3.1.7堵转保护模块 45

3.1.8报警保护 47

3.2仿真结果及分析 48

第四章 硬件设计 49

4.1用CPLD为核心的直流电机驱动及转速测量与控制系统的硬件实现(含PLD底层引脚分配图) 49

4.2系统电源的硬件设计 50

4.3外围接口电路的设计 53

4.4硬件总体设计与连接 56

第五章 系统调试 57

参考文献 60

致谢 61

附录 63