基于FPGA的多路PWM发生器设计.docVIP

摘 要 本系统设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)实现的多路PWM脉冲发生器。该脉冲发生器通过74HC595接口单元接收单片机AT89S52写入的PWM脉冲宽度数据的参数，然后由FPGA产生PWM波形。其工作原理是由单片机输入数据控制而由FPGA产生PWM波形。基于Altera公司的Cyclone系列现场可编程门阵列(FPGA)的多通道PWM 控制器的设计实现方法。PWM控制的基本原理是控制开关占空比。利用FPGA的多通道并行控制功能，在控制电路输出频率不变的情况下，达到了可依据不同通道对多个通道进行占空比调整的设计要求。利用Altem公司的Quartus II开发平台验证了设计方案的同时介绍了单片机AT89S52、脉冲发生器的基本原理、硬件构成和实现方法。此实现方法具有硬件设计简单、运行速度快、成本低等优点。而且该PWM发生器既简化了电路的设计，也提高了系统的可靠性。该系统由单片机系统、显示组成。 Keil uVision3软件；Quartus1I软件 Abstract Developed based on field programmable gate array (FPGA) implementation of multi-PWM pulse generator. The pulse generator through the interface unit receives the PWM MCU AT89S52 write pulse width of the data, then generate PWM waveform from the FPGA. Its working principle is controlled by the MCU input data generated by the FPGA PWM waveform. Also introduced MCU AT89S52, the basic principles of pulse generator, the hardware composition and realization. This method provides the hardware design simple, fast and low cost. And that the PWM generator circuit not only simplifies the design, but also improve the reliability of the system. Key words: SCM; pulse modulator; field programmable gate array; VerilogHDL Software；Quartus1I Software 目 录 引言 1 1 设计思想与总体方案 1 1.1 主控制器方案论证 2 1.2 显示方案论证 2 1.3 键盘接口的选择 3 1.4 PWM调制的基本原理 3 1.4.1 单路PWM发生器结构和原理 4 1.4.2 多路PWM发生器的实现原理 5 2 硬件电路设计 6 2.1 系统硬件的结构框图 6 2.2 单片机最小系统模块 7 2.2.1 AT89S52芯片介绍 7 2.2.2 单片机电路设计 8 2.3 FPGA开发板与单片机通信模块 9 2.3.1 EPlC3T144C8芯片介绍 9 2.3.2 74HC595芯片介绍 10 2.3.3 PFGA电路设计 13 2.4 液晶显示模块 14 2.4.1 1602液晶显示器简介 14 2.4.2 1602液晶显示器电路设计 16 2.5 直流电机模块 16 2.5.1 霍尔传感器介绍 16 2.5.2 直流电机电路设计 17 2.6 总电源电路模块 18 2.7 矩阵式键盘输入模块 18 3 系统的软件设计 19 3.1 系统软件概述 19 3.2 程序流程图 19 3.3 利用QuartusⅡ功能仿真 21 3.3.1 分频计数模块 22 3.3.2 多通道并行控制模块 23 3.3.3 占空比控制输出模块 24 3.4 时序仿真 25 4. 系统调试及结果分析 25 4.1 LCD1602的测试方法和结果 25 4.2 电机的测试方法和结果 26 4.3 键盘程序的测试方法和结果 26 4.4 产品最终调试 26 结论 27 谢 辞 28 参考资料 29 附 录 1 应用程序 30 附 录 2 作品图 46 引言 ?现场可编程门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)的出现是超大规模集成电路(VISI)技术和计算机辅助设计(CAD)技术发展的结果。FPGA器件集成度