Smart SOPC基于FPGA的直流电机控制系统设计

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毕业论文

1 引言 1

1.1 课题背景 1

1.2 研究目的及内容 2

2 直流电机的基本知识 2

2.1 基本概念 2

2.2 工作原理 3

2.3 控制原理（PWM ） 3

3 FPGA 及相关语言简介 5

3.1 FPGA 简介 6

3.2 Verilog HDL 硬件描述语言 7

3.3 Nios 处理器简介 9

4 系统设计方案的确立 11

4.1 电机控制实现方案 11

4.2 硬件描述语言设计与传统技术设计 11

4.3 Verilog HDL 和 VHDL 硬件描述语言 12

5 系统设计方案的实现 13

5.1 硬件设计方案 13

5.2 算法实现方案 15

6 各个相关模块的设计 17

6.1 Verilog 各模块设计 18

6.2 Nios 软核设计 23

结论 27

致谢 28

参考文献29

附录 130

附录 231

附录 332
1 引言 1．1 课题背景 1.1.1 选题依据及意义随着电子技术的发展，特别是专用集成电路（ASIC）设计技术的日趋完善，数字化的电子自动化设计（EDA）工具给电子设计带来了巨大变革，尤其是硬件描述语言的出现，解决了传统电路原理图设计系统工程的诸多不便。针对以上情况，本课题提出了一种基于复杂可编程逻辑器件（CPLD）或现场可编程门阵列（FPGA）的直流电机控制电路设计。利用 CPLD／FPGA 作为硬件电路，采用 VerilogHDL 等硬件描述语言对硬件的功能进行编程，可以加快系统的研发进程，采用数字化的控制方式，可以大幅度提高逻辑控制的精确度，使实时控制效果显著改善。实践证明 CPLD／FPGA 芯片可以代替传统的复杂的电路，而且可以大比例地缩小电路的硬件规模文献综述，提高了集成度，降低开发成本，提高系统的可靠性，为控制电路的设计开辟新的天地。FPGA 的优点可以归纳为如下几点：效能，上市时间，成本，可靠性和长期维护五个方面。