毕业论文-无极变速(基于fpga的设计说明书.docVIP

毕业设计(论文)进度计划表 日 期 工 作 内 容 执 行 情 况 指导教师签 字 2011.10.25 至 2011.11.2 查找相关资料 完成 2011.11.3 至 2011.11.10 根据课题任务制定合理、可行的工作计划； 完成 2011.10.29 至 2011.12.15 写论文准备PPT答辩 完成 教师对进度计划实施情况总评 　　　　　　　　　　　　　　　　　 签名 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　年 月 日 无极变速（基于FPGA的设计） 【摘要】 本文主要阐述了无级变速（基于FPGA技术）的设计过程。该系统以FPGA芯片CycloneⅡ EP2C8Q208C8N为核心，将电位器阻值的变化转为电压的变化，再经过ADC0809将其转化为数字量并送入FPGA芯片中使其输出一个PWM波，再将这个PWM波经过L298N(电机驱动芯片)后控制电机。 关键词：FPGA ADC0809 PWM L298N  Abstract:This paper mainly expounds the variable speed without (based on FPGA technology) the design process. The system with FPGA chip Cyclone Ⅱ EP2C8Q208C8N as the core, the change of the potentiometer resistance to voltage change, repass ADC0809 is transformed into digital quantity and into FPGA chip make its output a PWM wave, then the PWM wave after L298N (motor driver chip) control motor. Key words: FPGA ADC0809 PWM L298N  目 录 引言 1 1 FPGA和VHDL概述 2 1.1 FPGA发展历程 2 1.2 VHDL语言介绍 4 2方案论证 5 2.1系统方案论证 5 2.2 驱动电路方案论证 5 2.3 A/D转换方案论证 6 3硬件电路的设计与分析 7 3.1电源电路 7 3.2 A/D转换电路 7 3.2.1 ADC0809概述 8 3.2.2 ADC0809的工作过程 9 3.3 电机驱动电路 9 3.3.1 PWM基本原理 10 3.4 键盘电路 11 3.5 FPGA控制部分 11 3.5.1系统外接接口 11 3.5.2 复位电路 12 3.5.3 时钟电路 12 3.5.4 FPGA与硬件电路的连接关系 12 4调试部分 14 4.1分频程序的仿真 14 4.2 FPGA硬件电路调试 14 4.3 AD采样模块调试 14 4.4调试注意事项 14 结束语 16 附录FPGA管脚分配表 17 文献 18 引言 FPGA（Field-Programmable Gate Array 现场可编程门阵列）是近年来广泛应用的超大规模、超高速的可编程逻辑器件，由于其具有高集成度（单片集成的系统门数达上千万门）、高速（200MHz以上）、在线系统可编程等优点，为数字系统的设计带来了突破性变革，大大推动了数字系统设计的单片化、自动化，提高了单片数字系统的设计周期、设计灵活性和可靠性。在超高速信号处理和实时测控方面有非常广泛的应用。 硬件描述语言HDL是一种用形式化方法描述数字电路和系统的语言。Integrated Circuit Hardware Description Language 即超高速集成电路硬件描述语言）主要用于描述数字系统的结构、行为、功能和接口，与其它的硬件描述语言相比，VHDL具有更强的行为描述能力，从而决定了它成为系统设计领域最佳的硬件描述语言。用VHDL设计的程序，通过综合工具产生网表文件，下载到目标器件，从而生成硬件电路。VHDL还是一种仿真语言，包括行为仿真、功能仿真和时序仿真，给系统设计各个阶段的可行性做出了决策。 目前，这种高层次(high-level-design)的方法已被广泛采用。据统计，目前在美国硅谷约有90%以上的ASIC和FPGA采用硬件描述语言进行设计。Device)和与标准门阵列类似的FPGA(Field Programmable Gate Array)，它们都具有体系结构和逻辑单元灵活、集成度高以及适用范围广等特点。这两种器件兼容了PLD和通用门阵列的优点，可实现较大规模的电路，编程也很灵活。与门阵列等其它ASIC(A