单元10-2直流马达转速与转向控制实习.pptVIP

陳慶逸、林柏辰編著---文魁資訊 VHDL數位電路實習與專題設計 直流馬達控制實習 VHDL數位電路實習與專題設計 文魁資訊-UE301 單元10-1 PWM脈寬調變實習 實驗目的 瞭解直流馬達之驅動與PWM脈寬調變的控制方法 相關知識 直流馬達之驅動 直流馬達為兩個輸入的驅動界面，一般稱為 與 ，與步進馬達不同，一般直流馬達的驅動方式有兩種 : 電壓驅動：兩極的電壓差越大轉速越快，電壓差越小轉速越慢 電流驅動：兩極的電流量越大扭力越強，電流量越小扭力越弱 本章節以介紹如何控制直流馬達的轉速與轉向為主 可是我們CPLD只有數位訊號輸出，要怎麼產生不同電壓差的類比訊號呢？以下我們介紹PWM脈寬調變電路控制技術 相關知識 PWM脈寬調變 PWM是Pulse Width Modulation的縮寫，就是調整脈波寬度的意思 工作率示意圖 相關知識 若我們的高準位是5V電源電壓，低準位是0V電壓，則我們可以得到的平均電壓為 PWM示意圖 相關知識 PWM產生器方塊圖 相關知識 實驗功能 利用指撥開關來產生不同的PWM訊號以得到不同的電壓值，我們將輸出驅動LED，以觀察LED的明亮差異 實驗電路圖 PWM實習電路圖 PWM實習程式碼 1 ------------------------------------------------------------------- 2 --實驗名稱：PWM實習 3 --檔案名稱：pwm.vhd 4 --功 能：以指撥開關來調整PWM訊號輸出 5 --日 期：2003.8.8 6 ------------------------------------------------------------------- 7 library ieee; 8 use ieee.std_logic_1164.all; 9 use ieee.std_logic_arith.all; 10 use ieee.std_logic_unsigned.all; 11 12 entity pwm is 13 port( 14 clk :in std_logic; --系統頻率 15 A :in std_logic_vector(7 downto 0); 16 pwm :out std_logic 17 ); 18 end pwm; 19 20 architecture a of pwm is 21 signal B: std_logic_vector(7 downto 0); 22 begin 23 24 ----- 下數計數器 ----- 25 process(clk) 26 begin 27 if clkevent and clk=1 then 28 B = B-1; 29 end if; 30 end process; 31 32 ----- 比較器 ----- 33 pwm=1 when A B else 0; 34 end a; 功能模擬與CPLD下載驗證 燒錄於力浦電子FPT-3實驗板 PWM實習腳位配置圖 燒錄於力浦電子FPT-3實驗板 FPT-3實驗板元件規劃 燒錄於力浦電子LP-2900實驗板 由於LP-2900實驗板上之L1 LED燈示為HI啟動，而Pin141為LED的陰極共點端，在使用上我們將該腳位連接VCC才能驅動LED。因此我們可以利用Graphic Editor呼叫pwm.sym元件，並將主程式電路圖重新更改如下（pwm_lp2900.gdf） 燒錄於力浦電子LP-2900實驗板 PWM實習腳位配置表 燒錄於力浦電子LP-2900實驗板 LP-2900實驗板元件規劃 單元10-2 直流馬達轉速與轉向控制實習 實驗目的 瞭解直流馬達驅動電路以及轉速與轉向的控制方法 相關知識 直流馬達之驅動電路 在本章節我們要介紹一顆可以利用信號來控制的電子開關， TOSHIBA所出的直流馬達驅動器TA7291，TA7291的腳位圖如下圖所示 相關知識 TA7291是由四組NPN電晶體所組成的H橋構造，因此我們可藉由參考電壓Vref腳位來作輸出至直流馬達電壓的調節。而我們所用的脈波寬度調變訊號(PWM)即是輸出至此Vref腳位，因為當TA7291輸出為High時的電壓是以此參考電壓為標準，輸出的High端電壓等於此參考電壓Vref，如此即可以控制馬達的轉速 相關知識 在上圖中，OUT1及OUT2為連接至直