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这是我们电路测试的直流电机学习作品，软件是quartus，用了我一个礼拜的时间，附件里是源程序、波形图、电路图，分享给大家，希望对大家学习有一些帮助。
直流电机实验 一、实验目的 1、学习直流电机的工作原理和控制方式，了解PWM控制原理 2、熟悉QuartusⅡ软件的相关操作，掌握数字电路设计的基本流程； 3、掌握混合编辑法进行编辑的基本方法，熟悉软件环境的参数配置，仿真，管脚分配，下载等基本操作。 二、实验原理 1.直流电机: ①定义输出或输入为直流电能的旋转电机，称为直流电机，它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。 ②直流电机的两根控制引脚A和B，电流流入的大小决定了电机的转速。当用脉冲波输入时，周期恒定时，占空比大的平均电流就大，平均电流越大，转速越高，等效于占空比越大，转速越高，所以可以用PWM（Pulse Width Modulation）方式来控制转速；通过脉冲波输入的引脚来控制方向。 ③本实验中采用RF-310T-11400型号直流电机，同时配有光耦测速模块。通过检测输出脉冲来检测电机转速。
2.设计原理框图：
3.混合编辑法步骤： (1)建立新工程 a)指定新工程名称； b)选择需要加入的文件和库； c)选择目标器件； d)选择第三方EDA工具； e)结束设置。 (2)建立文件 File→New→Device Design Files…，建立多个VHDL文本文件。 (3)输入程序代码 (4)创建图元 File→Create/update→Create Symbol File for Current File→生成*.bsf格式的图形文件。生成的图元符号在顶成设计中作为模块使用。 (5)建立原理图文件并添加图元符号 (6)连接各模块并命名 (7)编译工程 (8)仿真 a) 系统默认为时序仿真。 b) 功能仿真 Assignment→Setting→Simulator Setting…,单击Processing→Generate Functional simulation Netlist→单击波形仿真按钮； 仿真结果正确后，继续后续步骤。 (9)引脚分配 Assignment→Pins… (10)下载验证 a)对引脚分配后必须再重新编译； b)配置下载电缆--Tools→Programmer…； c)JTAG模式下载--下载文件为 *.sof；d)Active Serial 模式下载--下载文件为 *.pof；
三、实验设备 1、微机 １台 2、直流电机 1台 3、Windows 操作系统 4、QuartusII 8.0或9.0应用软件 四、实验步骤 1、按照实验准备将相应的跳线连接好，调节拨码开关选择对应的模块； 2、打开QuartusⅡ软件，采用混合编辑法编辑直流电机的电路图和程序：新建一个工程，找到本次实验每个模块的源程序，并将每个模块编译成图元符号文件，该图元符号可以在顶层原理图文件中作为模块使用；新建一个顶层原理图文件，在其中将原理图输入，即添加各个模块的图元符号并连接各个模块；编译工程；仿真；将程序下载到实验平台上。 3、将en置高（SW4拨上），LED8亮表示可以调速，将start置高（SW1拨上）电机开始工作，调动direct（SW2）控制电机转动方向，按F1键加快电机转速，当达到最高速时，LED1指示灯亮，按F2键电机减速，当达到最小时，LED3指示灯亮；在调节转速时，观察数码管上显示的电机转速，表示每秒多少转，即rps。 注意：由于电机的驱动电流原因，在刚开始的增速过程中，要增加到一定程度时，输出相应的电流才能驱动电机。即按键F1起初按下的几次，电机会没有反映，多按几次就好了。
五、实验内容 1. 用VHDL语言设计一个直流电机控制器，要求方向可控(可正转、反转)，速度可控制加速和减速，并可测速，用数码管显示当前转速 2. 用QuartusⅡ软件进行编译、下载到实验平台上进行验证。 (1) 仿真电路：
(2) 操作步骤 ① 建立VHDL文本文件，输入各个模块的代码； 1) 分频模块(div):
2) 比较模块(cmp)：
3) 测速模块(rate)：
4) 方向控制模块(mux1) 5) 调速模块(cnt16 6) 标准阶梯波产生器(cnt16_bz) 7) 按键检测模块(key_check 8) 显示模块(xianshi)
② 创建图元文件： 1) 分频模块(div): 2) 比较模块(cmp)： 3) 测速模块(rate): 4) 方向控制模块(mux1): 5) 调速模块(cnt16) 6) 标准阶梯波产生器(cnt16_bz) 7) 按键检测模块(key_check) 8) 显示模块(xianshi) ③ 建立原理图文件并添加图元符号： 连接后的原理图如图所示：
④ 建立波形图文件：
如图，时钟信号clk为50MHz, oc_pulse信号为50MHz； 反相信号direct周期为480ns； start信号置为高电平； en置为高电平； 加速、减速信号speed_up、speed_down都为周期为30ns的时钟信号，且不同时起效。 ⑤ 仿真结果： 如图，仿真方式为功能仿真
④结果分析 1） 从波形图中可以看出，当方向控制信号direct改变时，电机信号立即从motorA变为motorB，即实现了正转和反转的切换，方向可控。 2） 从波形图中可以看出，当减速信号speed_down置高，加速信号speed_up为时钟信号时，电机加速，即电机的占空比逐渐增大；当加速信号speed_up置高，减速信号speed_down为时钟信号时，电机减速，即电机的占空比逐渐减小，即实现了速度可控制。 3） 从data[2..0]的波形可以看出，可以实现测速，将实时速度显示出来； 4） 从数码管a-g的波形可以看出，显示器可以将当前转速通过数码管显示出来； 5） 当电机速度减至最小时，speed_min为低电平，速度增到最大时，speed_max为低电平，说明可以正常显示速度为最大、最小时的情况
六、总结和问题讨论 1. 调试方法：可以先将每个模块分别运行，通过输入模拟信号仿真使其保证实现正常功能后再连接成完整电路，可以提前得知需要修改和调试的模块 2. 体会和建议：只有仔细思考代码之后的逻辑才能更好地理解实验、做好实验。
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