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《基于FPGA的多路PWM發(fā)生器設(shè)計(jì).doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、摘要本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)實(shí)現(xiàn)的多路PWM脈沖發(fā)生器。該脈沖發(fā)生器通過(guò)74HC595接口單元接收單片機(jī)AT89S52寫(xiě)入的PWM脈沖寬度數(shù)據(jù)的參數(shù)，然后由FPGA產(chǎn)生PWM波形。其工作原理是由單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)控制而由FPGA產(chǎn)生PWM波形?；贏ltera公司的Cyclone系列現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)的多通道PWM控制器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法。PWM控制的基本原理是控制開(kāi)關(guān)占空比。利用FPGA的多通道并行控制功能，在控制電路輸出頻率不變的情況下，達(dá)到了可依據(jù)不同通道對(duì)多個(gè)通道進(jìn)行占空比調(diào)整的設(shè)計(jì)要求。利用Altem公司的Q
2、uartusII開(kāi)發(fā)平臺(tái)驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的同時(shí)介紹了單片機(jī)AT89S52、脈沖發(fā)生器的基本原理、硬件構(gòu)成和實(shí)現(xiàn)方法。此實(shí)現(xiàn)方法具有硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、運(yùn)行速度快、成本低等優(yōu)點(diǎn)。而且該P(yáng)WM發(fā)生器既簡(jiǎn)化了電路的設(shè)計(jì)，也提高了系統(tǒng)的可靠性。該系統(tǒng)由FPGA、AT89S52單片機(jī)系統(tǒng)、液晶顯示模塊、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)、矩陣式鍵盤(pán)、電源電路組成。關(guān)鍵詞：FPGA；單片機(jī)；PWM；直流電機(jī)；KeiluVision3軟件；Quartus1I軟件AbstractDevelopedbasedonfieldprogrammablegatearray(FPGA)implem
3、entationofmulti-PWMpulsegenerator.ThepulsegeneratorthroughtheinterfaceunitreceivesthePWMMCUAT89S52writepulsewidthofthedata,thengeneratePWMwaveformfromtheFPGA.ItsworkingprincipleiscontrolledbytheMCUinputdatageneratedbytheFPGAPWMwaveform.AlsointroducedMCUAT89S52,thebasicprin
4、ciplesofpulsegenerator,thehardwarecompositionandrealization.Thismethodprovidesthehardwaredesignsimple,fastandlowcost.AndthatthePWMgeneratorcircuitnotonlysimplifiesthedesign,butalsoimprovethereliabilityofthesystem.Keywords:SCM;pulsemodulator;fieldprogrammablegatearray;Veril
5、ogHDLSoftware；Quartus1ISoftware目錄引言11設(shè)計(jì)思想與總體方案11.1主控制器方案論證21.2顯示方案論證21.3鍵盤(pán)接口的選擇31.4PWM調(diào)制的基本原理31.4.1單路PWM發(fā)生器結(jié)構(gòu)和原理41.4.2多路PWM發(fā)生器的實(shí)現(xiàn)原理52硬件電路設(shè)計(jì)62.1系統(tǒng)硬件的結(jié)構(gòu)框圖62.2單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊72.2.1AT89S52芯片介紹72.2.2單片機(jī)電路設(shè)計(jì)82.3FPGA開(kāi)發(fā)板與單片機(jī)通信模塊92.3.1EPlC3T144C8芯片介紹92.3.274HC595芯片介紹102.3.3PFGA電路設(shè)計(jì)132.4液
6、晶顯示模塊142.4.11602液晶顯示器簡(jiǎn)介142.4.21602液晶顯示器電路設(shè)計(jì)162.5直流電機(jī)模塊162.5.1霍爾傳感器介紹162.5.2直流電機(jī)電路設(shè)計(jì)172.6總電源電路模塊182.7矩陣式鍵盤(pán)輸入模塊183系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)193.1系統(tǒng)軟件概述193.2程序流程圖193.3利用QuartusⅡ功能仿真213.3.1分頻計(jì)數(shù)模塊223.3.2多通道并行控制模塊233.3.3占空比控制輸出模塊243.4時(shí)序仿真254.系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析254.1LCD1602的測(cè)試方法和結(jié)果254.2電機(jī)的測(cè)試方法和結(jié)果264.3鍵盤(pán)程序的測(cè)試
7、方法和結(jié)果264.4產(chǎn)品最終調(diào)試26結(jié)論27謝辭28參考資料29附錄1應(yīng)用程序30附錄2作品圖46引言?現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA，F(xiàn)ieldProgrammableGateArray)的出現(xiàn)是超大規(guī)模集成電路(VISI)技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。FPGA器件集成度高、體積小，具有通過(guò)用戶編程實(shí)現(xiàn)專(zhuān)門(mén)應(yīng)用的的功能。它允許電路設(shè)計(jì)者利用基于計(jì)算機(jī)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)輸入、仿真、測(cè)試和校驗(yàn)，直到達(dá)到預(yù)期的效果。利用FPGA可以大大縮短系統(tǒng)的研制周期，減少資金投入。更吸引人的是采用FPGA器件可以將原來(lái)的電路板級(jí)產(chǎn)品集成為芯片
8、級(jí)產(chǎn)品，從而降低了功耗，提高了可靠性，同時(shí)還可以很方便的對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行在線修改。FPGA器件成為研制開(kāi)發(fā)的理想器件，特別適于產(chǎn)品的樣機(jī)開(kāi)發(fā)和小批量生產(chǎn)，因此人們也把FPGA稱(chēng)為可編程
