成就電子電路設計高手(三)，探討FPGA控制系統(tǒng)中的電子電路設計方法

電子電路設計應用很多，對于電子電路設計，我們需正確認識其重要性。為增進大家對電子電路設計的了解，本文將介紹電子電路相關(guān)知識，并對FPGA控制系統(tǒng)中的電子電路設計方法予以探討。如果你對這篇電子電路設計文章存在興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、電子電路相關(guān)知識介紹

電子電路怎么識圖?

1、要了解每個電子電路中電子元件的用途以及作用，電子電路是由很多個電氣原件和一定的設計規(guī)律設計的，所以必須先了解每個電子元件的作用。

2、了解每個電子元件的電氣符號，電子符號就像每個電子元件的眼睛，只有你認識電子元件符號了，知道這是什么電子元件了，知道它起什么左右了，才能慢慢的看懂電子電路。

3、學會測量電子元件的好壞，會判斷電子元件，當你不清楚不是很確定這是什么電子元件是，根據(jù)你自己的經(jīng)驗去測量通斷，然后再去根據(jù)你自己的經(jīng)驗去判斷它準確的是什么電子元件。

4、了解電子電路的設計選擇，電路設計都有一定的規(guī)律，這個規(guī)律可以使你少走彎路，也可以使電路簡單明了，只有了解了電路設計的規(guī)律，維修測量起來才能更輕松，所以學會了解電路設計規(guī)律是必須的。

5、擁有一定的維修思路，有時候思路很重要，思路不對，努力白費，思路準確了，才能更直觀的大概判斷電子元件，以及電路問題的所以之處。

學會以上幾點，你就可以輕松去了解電子電路以及看懂電子電路圖。

第一點，每個元件作用，如果像深入了解看元素周期表，每個元件都是不同的材料，每種不同的材料發(fā)生不同變化，但前提告訴你別亂用放射元素，小心生命危險，特別是高壓系列，別亂實驗，因為每個實驗都有科學死，而且還有批量死亡，一般放射性不會民用，在醫(yī)學，軍工，企業(yè)。

第二點，混搭作用。我們知道每個元件的作用，那么我們要改變電的方向，電的波形，交流主要用于高壓脈沖，打個比方就是：沖刺用腳竄門一個周期一個脈沖。

如果沒有脈沖我們是無法啟動馬達的，那得用多大的電壓。脈沖交流電用途，XY光射線，激光切割機，超頻信號塔等等都用到脈沖。

所以混搭作用就是這意思，我們明白了一個兩個元件的作用，后面自己動手開始來4個，8個，16個，32個，64個不等元件組裝復雜的電路圖，目標就把揚聲器播放音樂無雜波，什么中央?yún)f(xié)調(diào)器模塊，偏振器模塊，統(tǒng)稱檢波，這些我們在控制音板上有調(diào)試的，有時候聲音高低都可以控制，因為每個人的聲音都有波形語言上波動比較復雜，所以就檢要這些波，所以叫檢波器，不然外面有風的聲音等等，為何話筒要離那么近是不是。

二、FPGA控制系統(tǒng)電子電路設計方法介紹

這部分將主要介紹基于現(xiàn)場可編程門陣列及EDA方法學的永磁無刷直流電機控制系統(tǒng)的電子電路設計。FPGA是一種高密度可編程邏輯器件，其邏輯功能的實現(xiàn)是通過把設計生成的數(shù)據(jù)文件配置進芯片內(nèi)部的靜態(tài)配置數(shù)據(jù)存儲器來完成的，具有可重復編程性，可以靈活實現(xiàn)各種邏輯功能。

與ASIC不同的是，PCA本身只是標準的單元陣列，沒有一般IC所具有的功能，但用戶可以根據(jù)需要，通過專門的布局布線工具對其內(nèi)部進行重新編程，在最短的時間內(nèi)設計出自己專用的集成電路，從而大大提高了產(chǎn)品的競爭力。由于它以純硬件的方式進行并行處理，而且不占用CPU資源，所以可以使系統(tǒng)達到很高的性能。這種新的設計方法可以把A/D接口、驅(qū)動器接口、通信接口集成在一塊芯片上，同時在算法上完成位置、速度甚至電流算法，從而實現(xiàn)真正的片上可編程系統(tǒng)(SoPC)。這將成為下一代高性能伺服控制器集成化設計的一個趨勢。

下面針對永磁無刷直流電機模塊化設計的思想，介紹基于FPGA的控制系統(tǒng)的電子電路設計方法，其控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。

電路由電源模塊，電壓轉(zhuǎn)化模塊，F(xiàn)PCA模塊，驅(qū)動電路模塊，斬波電流、電壓檢測模塊，繞組電流檢測模塊，A/D模塊，通信模塊，外擴存儲器模塊等部分組成。斬波器電感電流檢測電路如下：

永磁無刷直流電機電樞電流檢測信號調(diào)理電路和DC/DC BUCk變換器輸出電壓檢測信號調(diào)理電路如下所示：

首先，由FPGA產(chǎn)生5路PWM波，其中3路用于永磁無刷直流電機換相，1路用于斬波，另1路用于再生能耗調(diào)節(jié)制動電流。三相換相PWM經(jīng)驅(qū)動電路控制電機的換相，這3路PWM只用于換相不進行調(diào)制，由斬波環(huán)節(jié)進行調(diào)制。電機繞組電流經(jīng)求偏、放大、濾波通過A/D(ADS7864)轉(zhuǎn)換進人FPGA(XC3S200)，經(jīng)PID調(diào)節(jié)器控制電流環(huán);同樣，斬波電壓電流經(jīng)濾波通過A/D轉(zhuǎn)換也進人FPGA。圖2所示為FPCA的最小系統(tǒng)電路，XCF02S為FPGA XC3S200的配置芯片，TPS767D325是電源芯片，將+5V電源電壓轉(zhuǎn)換為+2.5V和+3.3V供給FPGA，電源芯片LM317將+5V電源電壓轉(zhuǎn)換為+1.2V供給FPGA;FPGA的時鐘選為50MHz，晶體振蕩器為50MHz有源晶振，輸出的時鐘信號電壓的高電平為+3.3V。

以上便是此次小編帶來的“電子電路設計”相關(guān)內(nèi)容，通過本文，希望大家對上面講述的電子電路設計知識具備一定了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!