FPGA PWM电机控制系统详解：测速与显示模块

"PWM电机控制工程说明1" 本工程是一个基于FPGA的电机控制系统，主要包含四个关键模块：测速模块、输入控制模块、数码管显示模块和PWM波形发生器模块。这些模块协同工作，实现了对电机速度的精确控制和实时显示。 1. 测速模块： 该模块的核心是光电测速传感器，它通过检测电机转动时对传感器光束的遮挡来测量电机的速度。当电机转动一圈，传感器的输出会由低电平变为高电平一次。在FPGA中，通过上升沿检测技术捕捉这种变化，计算两个上升沿之间的时间间隔，从而计算出电机的转速。这涉及到上升沿检测电路的设计，以及使用计数器来记录时间间隔，以确定电机的实时速度。 2. 输入控制模块： 该模块主要负责电机的控制，包括PWM波的占空比调整和电机的转向控制。通过按键输入，可以实现电机的加速、减速以及改变转动方向。例如，key3键用于降低占空比使电机减速，key2键用于提高占空比使电机加速，而key1键则用于切换PWM波的输出引脚，改变电机的旋转方向。同时，还包括按键消抖处理，防止由于按键抖动引起的误操作。 3. 数码管显示模块： 这个模块的作用是接收来自测速模块的速度数据，并将其转换成数码管可以显示的格式。速度计数值（speed_Average）每秒更新一次，通过数码管显示模块的数字解码功能，将10进制的每一位分配到数码管的相应段位，从而在数码管上清晰地显示出电机的当前速度。 4. PWM波形发生器模块： 在硬件设计层面，这个模块通常包括多个独立的寄存器来存储和生成PWM波的占空比。根据输入控制模块的指令，PWM波形发生器可以动态调整占空比，从而改变电机的转速和方向。默认的占空比设置为0.9，通过按键控制可以增加或减少这一比例，实现电机速度的线性调节。 整个系统通过FPGA实现，结合软件/插件工具进行编程和调试，确保了电机控制的灵活性和实时性。这样的设计不仅可以精确控制电机的运行状态，还能够直观地反馈电机的速度信息，提高了系统的可操作性和实用性。