用4×4矩阵键盘控制pwm波占空比以对直流电机进行速度控制,并能通过开发板上直流电机模块的霍尔器件反馈的信息,计算直流电机转速,并在数码管上显示电机速度的信息
时间: 2024-02-28 18:57:01 浏览: 186
以下是用4×4矩阵键盘控制pwm波占空比以对直流电机进行速度控制,并能通过开发板上直流电机模块的霍尔器件反馈的信息,计算直流电机转速,并在数码管上显示电机速度的信息的代码示例:
```verilog
module motor_control(
input clk, // 时钟信号
input [3:0] key, // 4×4矩阵键盘输入信号
output reg [3:0] led, // LED灯输出信号
output reg [3:0] digit, // 数码管数码输出信号
output reg motor, // 电机运行信号
output reg pwm // PWM波信号
);
// 定义常量
parameter PERIOD = 1000; // PWM波周期
parameter MAX_SPEED = 255; // 最大速度
parameter MIN_SPEED = 0; // 最小速度
// 定义寄存器
reg [7:0] counter = 0; // 计数器
reg [7:0] duty_cycle_counter = 0; // 占空比计数器
reg [7:0] speed = 0; // 速度控制信号
reg [7:0] speed_display = 0; // 速度显示信号
// 时钟分频器
reg [7:0] divider = 0;
always @(posedge clk) begin
if (divider < speed) begin
divider <= divider + 1;
end else begin
divider <= 0;
counter <= counter + 1;
duty_cycle_counter <= duty_cycle_counter + 1;
end
end
// PWM波控制
always @(posedge clk) begin
if (counter == PERIOD) begin
counter <= 0;
motor <= 1;
end else begin
motor <= 0;
end
if (duty_cycle_counter == speed) begin
duty_cycle_counter <= 0;
pwm <= 0;
end else if (duty_cycle_counter == PERIOD) begin
duty_cycle_counter <= 0;
pwm <= 1;
end
end
// 4×4矩阵键盘控制速度
always @(key) begin
case(key)
4'b0111: speed <= MIN_SPEED; // 1键
4'b1011: speed <= (MAX_SPEED / 3); // 2键
4'b1101: speed <= (MAX_SPEED * 2 / 3); // 3键
4'b1110: speed <= MAX_SPEED; // 4键
default: speed <= speed; // 其他键
endcase
end
// 霍尔器件反馈计算转速并显示
reg [31:0] hall_count = 0; // 霍尔计数器
reg [31:0] hall_time = 0; // 霍尔时间计数器
reg [31:0] speed_calc = 0; // 计算得到的速度
always @(posedge clk) begin
if (motor == 1) begin
hall_count <= hall_count + 1;
end
if (hall_count == 6) begin
hall_count <= 0;
hall_time <= hall_time + 1;
end
if (hall_time == 10) begin
hall_time <= 0;
speed_calc <= (600 * hall_count) / hall_time;
speed_display <= (speed_calc > MAX_SPEED) ? MAX_SPEED : speed_calc[7:0];
end
end
// 数码管控制
reg [3:0] digit_counter = 0;
reg [3:0] digit_select = 0;
always @(posedge clk) begin
// 数码管扫描
digit_counter <= digit_counter + 1;
if (digit_counter == 250) begin
digit_counter <= 0;
digit_select <= digit_select + 1;
if (digit_select == 4) begin
digit_select <= 0;
end
end
// 数码管数码输出
case(digit_select)
0: digit <= 4'b1110; // 第一位
1: digit <= 4'b1101; // 第二位
2: digit <= 4'b1011; // 第三位
3: digit <= 4'b0111; // 第四位
default: digit <= 4'b1111; // 不显示
endcase
// 数码管段选控制
case(digit_select)
0: led <= {~speed_display[3], 1'b1, 1'b1, 1'b1}; // 第一位:百位
1: led <= {~speed_display[2], 1'b1, 1'b1, 1'b1}; // 第二位:十位
2: led <= {~speed_display[1], 1'b1, 1'b1, 1'b1}; // 第三位:个位
3: led <= {~speed_display[0], 1'b1, 1'b1, 1'b1}; // 第四位:小数点
default: led <= 4'b1111; // 不显示
endcase
end
endmodule
```
在上述代码中,我们使用了4×4矩阵键盘来控制电机速度,通过按下不同的键来设置速度控制信号。在每个PWM波周期内,我们会将电机运行信号设置为高电平,同时将PWM波信号设置为低电平。当占空比计数器达到速度控制信号时,我们会将PWM波信号设置为高电平。这样,在PWM波周期内,PWM波信号的高电平时间占整个周期的比例就是占空比,从而控制电机的速度。
同时,我们使用开发板上的直流电机模块的霍尔器件反馈的信息来计算电机转速,并将速度显示在数码管上。在计算转速时,我们使用了一个计数器来计算霍尔信号的数量,并在每6个霍尔信号时更新一个时间计数器。当时间计数器达到10时,我们会根据计数器的值计算电机转速,并将转速显示在数码管上。
注意,以上代码仅供参考,具体实现还需要根据实际需求进行调整和修改。
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