河南科技大学课程设计说明书
课程名称现代电子系统课程设计题目直流电机控制设计
学院电子信息工程学院
班级电子信息科学与技术062班
学生姓名

指导教师
齐晶晶，张雷鸣
日期＿＿＿2010年1月10号＿＿＿＿
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f摘要
使用直流电源的电机叫做直流电机。只要把直流电机的端子接到直流电
源上就可以简单使其运转。直流电机是一种具有优良控制特性的电机。因此，
在角位移控制和速度控制的伺服系统中有着广泛的应用。为了调整直流电机
的转速和输出转矩，可以采用改变电枢直流电压的方法来实现，主要的控制
方法有线性控制方式和PWM（脉宽调制）控制方式。一般小功率电机平滑转速
控制常采用线性控制方式，而大功率电机高效控制时，则常使用PWM控制方
式。本文介绍的是利用FPGA实现PWM脉宽调制信号的产生和相应的用数
字电路的方法实现的换档、正反向控制等。直流电机的转动速度调节则归结
于对驱动脉宽的占空比的调节上，通过调节占空比而改变单位时间内直流电
机的通电时间长短，即改变了电机的转速。转动方向可用功率放大电路和H
桥组成的正反向功率驱动电路来实现
直流电机控制电路主要由五部分组成：

PWM脉宽调制信号产生电路：主要功能是产生pwm信号，并控制转速。

FPGA中正反转方向控制：用2选1数据选择器控制电机的pwm信号
的输入端，从而实现正反转。

由功率放大电路和H桥组成的正反转功率驱动电路：

分频和去抖电路模块：通过两个维持阻塞D触发器实现消抖。

测量转速模块：通过红外线测量电机每转一周产生的脉冲实现转速测
量。
关键词：速度调节、旋转方向控制、去抖动电路、数字显示转速、PWM、占空比、FPGA
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一任务解析…………………………………………………………………2
二系统方案论证……………………………………………………………221总体方案与比较论证………………………………………………322系统原理与结构……………………………………………………3
三
电机正反转模块设
计……………………………………………………4
31设计方案论证………………………………………………………4
32方案的实现…………………………………………………………4
四．PWM脉宽信号产生模块设计…………………………………………541锯齿波的产生………………………………………………………542参考电压选择电路…………………………………………………643通过比较器产生PWM波形…r