現場可編程門陣列即FPGA


，是從EPLD
、PAL、GAL等這些可編程器件的基礎上進一步發展起來的。作為專業集成電路領域中的半定製電路而出現的FPGA，不但解決了定製電路的不足
，而且克服了原有可編程器件因門電路數有限的而產生的缺點。FPGA 的使用十分的靈活，同一片FPGA 隻要使用不同的程序就能夠達到不同的電路功能。現在FPGA 在通信、儀器、網絡
、數據處理、工業控製、軍事和航空航天等眾多領域有著廣泛的應用。隨著成本和功耗的進一步降低，將在更多的領域運用FPGA。基於FPGA 的電機測速係統設計，以Quartus II 為設計平台，采用硬件描述語言VHDL和he模mo塊kuai化hua設she計ji的de方fang式shi
，並bing通tong過guo數shu碼ma管guan驅qu動dong電dian路lu動dong態tai顯xian示shi測ce量liang的de結jie果guo。本ben設she計ji具ju有you外wai圍wei電dian路lu少shao，集ji成cheng度du高gao
，可ke靠kao性xing強qiang等deng特te點dian
，可ke以yi用yong來lai測ce量liang電dian機ji的de轉zhuan速su值zhi。

　　

　　

傳感器將電機轉速的模擬信號轉換成數字脈衝信號送入FPGA 模塊。同時由基準時鍾電路產生準確的時鍾信號和複位電路產生的複位信號送入FPGA 模塊。再由FPGA 模塊產生分頻電路、十進製計數器電路、數shu據ju處chu理li電dian路lu和he顯xian示shi譯yi碼ma電dian路lu。由you分fen頻pin電dian路lu將jiang送song入ru的de基ji準zhun時shi鍾zhong信xin號hao進jin行xing分fen頻pin，得de到dao一yi個ge閘zha門men信xin號hao
，作zuo為wei十shi進jin製zhi計ji數shu器qi的de使shi能neng信xin號hao。數shu據ju處chu理li電dian路lu的de作zuo用yong是shi將jiang十shi進jin製zhi計ji數shu器qi得de到dao的de數shu據ju進jin行xing相xiang應ying的de處chu理li後hou
，再zai送song入ru顯xian示shi譯yi碼ma電dian路lu進jin行xing轉zhuan換huan譯yi碼ma。電dian機ji測ce速su係xi統tong的de總zong體ti框kuang圖tu如ru圖tu1所示。外圍電路分為：基準時基電路，複位電路，傳感器測量電路和顯示電路。

圖2 有源晶振電路圖

　　

　　

基準時基電路采用50 MHz 的有源晶振，3．3 V 電源通過FB5接入有源晶振的VCC 端口

，同時通過C10和C11濾去高頻幹擾信號。從OUT 端口輸出50 MHz 的時鍾信號。晶振電路如圖2所示。

　　

　　

按an鍵jian作zuo為wei嵌qian入ru式shi智zhi能neng控kong製zhi係xi統tong中zhong人ren機ji交jiao互hu的de常chang用yong接jie口kou，我wo們men通tong常chang會hui通tong過guo按an鍵jian向xiang係xi統tong輸shu入ru各ge種zhong信xin息xi，調tiao整zheng各ge種zhong參can數shu或huo者zhe發fa出chu控kong製zhi指zhi令ling
，按an鍵jian的de處chu理li是shi一yi個ge很hen重zhong要yao的de功gong能neng模mo塊kuai
，它ta關guan係xi到dao整zheng個ge係xi統tong的de交jiao互hu性xing能neng，同tong時shi也ye影ying響xiang係xi統tong的de穩wen定ding性xing。在zai本ben次ci設she計ji中zhong，通tong過guo按an鍵jian實shi現xian了leFPGA模塊的手動複位。複位按鍵如圖3所示。

圖3 複位按鍵電路圖

　　

　　

在本次設計中我們用到的顯示電路如圖4 所示。

由數碼管顯示電路可以知道，這是共陽極數碼管。當在位選端SE1～SE4輸入低電平時，三極管導通，從而D1～D4接入高電平。由a 到DP 端輸入數碼管顯示碼，就可以得到我們所需要的數字，由位選端讓數碼管選擇導通。

　　

本次設計是基於FPGA 的電機測速係統設計，利用的是Altera 公司開發的Quartus II 軟件作為設計平台
，可以在FPGA 開kai發fa板ban上shang實shi現xian測ce量liang由you傳chuan感gan器qi轉zhuan換huan得de到dao的de脈mai衝chong信xin號hao
，並bing且qie通tong過guo計ji算suan得de到dao電dian機ji轉zhuan速su值zhi。在zai本ben次ci設she計ji中zhong

，還hai可ke以yi進jin行xing一yi些xie擴kuo展zhan
，可ke以yi添tian加jia報bao警jing電dian路lu，設she定ding一yi個ge報bao警jing值zhi，當dang測ce量liang的de轉zhuan速su值zhi大da於yu這zhe個ge報bao警jing值zhi時shi，就jiu可ke以yi讓rang蜂feng鳴ming器qi報bao警jing或huo數shu碼ma管guan點dian亮liang。