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摘要：
步进电机作为一种电脉冲--角位移的转换元件，由于具有价格低廉、易于控制、无积累误差和计算机接口方面等优点，在机械、仪表、工业控制等领域中获得了广泛的应用。本次课程设计就是用FPGA控制直流电机，使其实现变速，正反转等功能，掌握PWM控制的工作原理。
本次设计的直流电机，主要有以下三个功能：
转速调节，分为一、二、三、四档，每增加一档，转速加快。设计原理是改变PWM信号的占空比，具体分析将在下面介绍。
正反转控制，调节正反转按键时，电机能够改变转动方向。设计原理是按键按下时改变加在电机两端的电压极性，具体分析将在下面介绍。
转速显示，电机的转速能够正确显示在数码管上。设计原理是设计一个频率计，测试电机的转速，输出到数码管上显示。
关键词：步进电机，FPGA，PWM，VHDL
目录
一 任务解析......................................................................................2
1.1 设计要求...............................................................................2
1.2 要求分析...............................................................................2
二 设计原理......................................................................................3
2.1 电机驱动原理.......................................................................3
2.2 步距细分原理.......................................................................3
2.3 FPGA直流电机驱动控制电路原理....................................4
2.4 转速控制模块.......................................................................4
2.5 正反转控制模块...................................................................7
2.6 转速显示模块.......................................................................8
2.7消抖电路设计........................................................................9
三 总结.............................................................................................10
四 参考文献.....................................................................................11
附.......................................................................................................12
一、任务解析
设计要求
本次设计要求利用PWM控制技术实现直流电机的速度控制，要求电机的速度分为4档，要有数字显示其档位。要求能够控制电机的转动方向；能够通过红外光电电路测得电机的转速，能够显示电机的转速。
要求分析
根据设计要求，可以大致勾勒出系统的组成模块：1.转速控制模块：应设计一个按键，每按一下，速度调节一个档位2.正反转控制模块：应设计一个按键，当按键按下时，电机能够改变转动方向。3.显示模块：能够在数码管上正确显示电机的转速。
由此分析，可以画出系统原理框图如下：
图1 直流电机控制原理框图
二、设计原理
电机驱动原理
步进电机的驱动是靠给步进电机的各相励磁绕组轮流通以电流，实现步进电机内部磁场合成方向的变化来使步进电机转动的。若步进电机只有四相，TA、TB、TC、TD为步进电机A、B、C、D四相励磁绕组分别通电时产生的磁场矢量；当给步进电机的A、B、C、D四相轮流通电时，步进电机的内部磁场从TA---TB
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