基于FPG的转速测量系统设计.doc

摘 要 本文叙述了转速测量的原理及转速测量的几种常用方法，分析了各种方法在测量上的原理和特性，设计出一种基于FPGA的等精度测速系统。详细阐述了等精度测速系统的工作原理和速度采集方法，并进行了方案论证和误差分析。硬件系统主要由脉冲信号产生、脉冲信号处理和显示模块组成。软件部分采用VHDL语言实现各功能模块设计，在QuartusⅡ开发平台上进行仿真、测试。 结果证实该方法具有电路简单、速度快、精度高、稳定性好等优点。具有一定的应用价值。 关键词：转速测量 等精度 FPGA ABSTRACT This article narrated the tachometric survey principle and tachometric survey several commonly used methods, has analyzed each method in the survey principle and the characteristic, designs one kind based on FPGA and so on precisions to measure the fast system. Elaborated in detail and so on precisions measured the fast systems principle of work and the speed gathering method, and has carried on the project concept demonstration and the error analysis. The hardware system mainly has, signal impulse processing and the display module by the signal impulse is composed. The software part uses the VHDL language to realize various functional module design, in QuartusⅡDevelops in the platform to carry on the simulation. The result confirmed that this method has the electric circuit to be simple, the speed is quick, the precision is high, stability good and so on merits. Has certain application value. Key words: Speed Measurement Precision FPGA目 录 第一章 绪论 1 1. 1转速测量系统的发展 1 1. 2转速测量在国民经济中的应用 1 1. 3课题研究目的和意义 2 第二章 FPGA技术介绍 4 2.1 FPGA概述及特点 4 2.2 FPGA设计语言介绍 5 2.3 Quartus II介绍 7 第三章 基于FPGA的转速测量原理 9 3.1 转速测量原理 9 3.2 转速测量方法 9 3. 3 测量系统的构成 11 3.3.1 转速信号采集 12 3.3.2 整形电路 12 3.3.3 FPGA 13 3.3.4 显示电路 13 第四章 等精度测速原理 14 4.1 等精度测频原理及误差分析 14 4.2 基本性能指标 17 第五章 硬件电路设计 18 5.1 FPGA电路设计 18 5.1.1 光电传感器 18 5.1.2 整形电路 18 5.1.3 EPlC6Q240C8N芯片介绍 19 5.2 FPGA测频主系统 19 5.3 专用模块测试控制信号说明 20 5.4 液晶显示介绍 21 第六章 软件设计 22 6.1 FPGA功能模块 22 6.1.1 测频/测周期的实现 22 6.1.2 计数模块设计 23 6.1.3 控制模块设计 23 6.1.4 脉宽宽度测量和占空比测量模块设计 24 6.2 FPGA整体仿真 25 结论 26 参考文献 27 第一章 绪论 1. 1转速测量系统的发展 目前国内外测量电机转速的方法很多，按照不同的理论方法，先后产生过模拟测速法（如离心式转速表、用电机转矩或者电机电枢电动势计算所得）、同步测速法（如机械式或闪光式频闪测速仪）以及计数测速法。计数测速法又可分为机械式定时计数法和电子式定时计数法。传统的电机转速检测多采用测速发电机或光电数字脉冲编码器，也有采用电磁式（利用电磁感应原理或可变磁阻的霍尔元件等）、电容式（对高频振荡进行幅值调制