成就電子電路設(shè)計(jì)高手(三)，探討FPGA控制系統(tǒng)中的電子電路設(shè)計(jì)方法

電子電路設(shè)計(jì)應(yīng)用很多，對(duì)于電子電路設(shè)計(jì)，我們需正確認(rèn)識(shí)其重要性。為增進(jìn)大家對(duì)電子電路設(shè)計(jì)的了解，本文將介紹電子電路相關(guān)知識(shí)，并對(duì)FPGA控制系統(tǒng)中的電子電路設(shè)計(jì)方法予以探討。如果你對(duì)這篇電子電路設(shè)計(jì)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(shí)介紹

電子電路怎么識(shí)圖?

1、要了解每個(gè)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(gè)電氣原件和一定的設(shè)計(jì)規(guī)律設(shè)計(jì)的，所以必須先了解每個(gè)電子元件的作用。

2、了解每個(gè)電子元件的電氣符號(hào)，電子符號(hào)就像每個(gè)電子元件的眼睛，只有你認(rèn)識(shí)電子元件符號(hào)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(xué)會(huì)測(cè)量電子元件的好壞，會(huì)判斷電子元件，當(dāng)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(yàn)去測(cè)量通斷，然后再去根據(jù)你自己的經(jīng)驗(yàn)去判斷它準(zhǔn)確的是什么電子元件。

4、了解電子電路的設(shè)計(jì)選擇，電路設(shè)計(jì)都有一定的規(guī)律，這個(gè)規(guī)律可以使你少走彎路，也可以使電路簡(jiǎn)單明了，只有了解了電路設(shè)計(jì)的規(guī)律，維修測(cè)量起來(lái)才能更輕松，所以學(xué)會(huì)了解電路設(shè)計(jì)規(guī)律是必須的。

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

學(xué)會(huì)以上幾點(diǎn)，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(diǎn)，每個(gè)元件作用，如果像深入了解看元素周期表，每個(gè)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(xiǎn)，特別是高壓系列，別亂實(shí)驗(yàn)，因?yàn)槊總€(gè)實(shí)驗(yàn)都有科學(xué)死，而且還有批量死亡，一般放射性不會(huì)民用，在醫(yī)學(xué)，軍工，企業(yè)。

第二點(diǎn)，混搭作用。我們知道每個(gè)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(gè)比方就是：沖刺用腳竄門(mén)一個(gè)周期一個(gè)脈沖。

如果沒(méi)有脈沖我們是無(wú)法啟動(dòng)馬達(dá)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(jī)，超頻信號(hào)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(gè)兩個(gè)元件的作用，后面自己動(dòng)手開(kāi)始來(lái)4個(gè)，8個(gè)，16個(gè)，32個(gè)，64個(gè)不等元件組裝復(fù)雜的電路圖，目標(biāo)就把揚(yáng)聲器播放音樂(lè)無(wú)雜波，什么中央?yún)f(xié)調(diào)器模塊，偏振器模塊，統(tǒng)稱(chēng)檢波，這些我們?cè)诳刂埔舭迳嫌姓{(diào)試的，有時(shí)候聲音高低都可以控制，因?yàn)槊總€(gè)人的聲音都有波形語(yǔ)言上波動(dòng)比較復(fù)雜，所以就檢要這些波，所以叫檢波器，不然外面有風(fēng)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(shè)計(jì)方法介紹

這部分將主要介紹基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列及EDA方法學(xué)的永磁無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的電子電路設(shè)計(jì)。FPGA是一種高密度可編程邏輯器件，其邏輯功能的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)把設(shè)計(jì)生成的數(shù)據(jù)文件配置進(jìn)芯片內(nèi)部的靜態(tài)配置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器來(lái)完成的，具有可重復(fù)編程性，可以靈活實(shí)現(xiàn)各種邏輯功能。

與ASIC不同的是，PCA本身只是標(biāo)準(zhǔn)的單元陣列，沒(méi)有一般IC所具有的功能，但用戶(hù)可以根據(jù)需要，通過(guò)專(zhuān)門(mén)的布局布線工具對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行重新編程，在最短的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出自己專(zhuān)用的集成電路，從而大大提高了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。由于它以純硬件的方式進(jìn)行并行處理，而且不占用CPU資源，所以可以使系統(tǒng)達(dá)到很高的性能。這種新的設(shè)計(jì)方法可以把A/D接口、驅(qū)動(dòng)器接口、通信接口集成在一塊芯片上，同時(shí)在算法上完成位置、速度甚至電流算法，從而實(shí)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(shè)計(jì)的一個(gè)趨勢(shì)。

下面針對(duì)永磁無(wú)刷直流電機(jī)模塊化設(shè)計(jì)的思想，介紹基于FPGA的控制系統(tǒng)的電子電路設(shè)計(jì)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(dòng)電路模塊，斬波電流、電壓檢測(cè)模塊，繞組電流檢測(cè)模塊，A/D模塊，通信模塊，外擴(kuò)存儲(chǔ)器模塊等部分組成。斬波器電感電流檢測(cè)電路如下：

永磁無(wú)刷直流電機(jī)電樞電流檢測(cè)信號(hào)調(diào)理電路和DC/DC BUCk變換器輸出電壓檢測(cè)信號(hào)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(wú)刷直流電機(jī)換相，1路用于斬波，另1路用于再生能耗調(diào)節(jié)制動(dòng)電流。三相換相PWM經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路控制電機(jī)的換相，這3路PWM只用于換相不進(jìn)行調(diào)制，由斬波環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)制。電機(jī)繞組電流經(jīng)求偏、放大、濾波通過(guò)A/D(ADS7864)轉(zhuǎn)換進(jìn)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(guò)A/D轉(zhuǎn)換也進(jìn)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(shí)鐘選為50MHz，晶體振蕩器為50MHz有源晶振，輸出的時(shí)鐘信號(hào)電壓的高電平為+3.3V。

以上便是此次小編帶來(lái)的“電子電路設(shè)計(jì)”相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)本文，希望大家對(duì)上面講述的電子電路設(shè)計(jì)知識(shí)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(lái)更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!