基于EDA开发平台的红外遥控电机转速电路设计(2)
5．1 红外收发通信的基本内容 23
5．2 红外收发通信的基本原理 23
5．3 红外遥控的顶层模块原理图 25
5．4 红外遥控的各部分功能电路分析及仿真波形 26
5.4.1 发送模块 26
5.4.2 接收模块 30
5.4.3 异步收发器控制模块 33
5．5 红外收发通信的硬件实现 39
5．6 红外遥控电机转速控制电路设计图 39
5．7 红外遥控电机转速控制电路的硬件调试 40
结 论 42
致 谢 43
参 考 文 献 44
1 引言
1．1 综述
直流电动机具有优良的调速特性，调速平滑、方便，调速范围广；过载能力大，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的快速起动、制动和反转；能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求[1]。电动机调速系统采用微机实现数字化控制，是电气传动发展的主要方向之一。采用微机控制后，整个调速系统实现全数字化，结构简单，可靠性高，操作文护方便，电动机稳态运转时转速精度可达到较高水平，静动态各项指标均能较好地满足工业生产中高性能电气传动的要求。由于CPLD/FPGA性能优越，具有较佳的性能价格比，所以在工业过程及设备控制中得到日益广泛的应用[2]。
PWM 调速系统与可控整流式调速系统相比有下列优点：由于PWM 调速系统的开关频率较高，仅靠电枢电感的滤波作用就可获得平稳的直流电流，低速特性好；同样，由于开关频率高，快速响应特性好，动态抗干扰能力强，可以获得很宽的频带；开关器件只工作在开关状态，主电路损耗小，装置效率高[3]。
红外遥控技术已经日渐成熟，红外线遥控具有结构简单、制作简便、成本低廉、抗干扰能力强、工作可靠性高等一系列优点，是近距离遥控尤其是室内遥控的优选遥控方式[4]。红外遥控技术目前被诸多电子设备特别是家用电器广泛采用，并越来越多的应用到计算机系统中。
本文所介绍的系统是一个基于EDA开发平台的的PWM 调速系统及红外收发系统，采用流行的VHDL语言编程，并在Quartus II设计平台上实现了全部编程设计。
1．2 研究背景
1.2.1 电机的发展
电机作为机电能的转换装置，其应用范围己遍及国民经济的各个领域。近些年来，随着现代电力电子技术、控制技术和计算机技术的发展，电机的控制技术也得到了进一步的发展，电机应用已由过去简单的起停控制、提供动力为目的应用，上升到对其速度、位置、转矩等进行精确的控制，使被驱动的机械运动符合预想的要求。采用功率器件进行控制，将预定的控制方案、规划指令转变成期望的机械运动，这种新型控制技术己经不是传统的“ 电机控制”、“电气传动” 而是“运动控制”。运动控制使被控机械运动实现精确的位置控制、速度控制、加速度控制、转矩或力的控制，以及这些被控机械量的综合控制。
纵观运动控制的发展历史，交、直流两大电器传动并存于各个应用领域。由于直流电机的调速性能和转矩控制性能好，20世纪30年代起就开始使用直流调速系统。直流调速系统由最早的旋转变流机组控制，发展为用静止的晶闸管变流装置和模拟控制器实现调速，到现在由大功率开关器件组成的PWM电路实现数字化的调速，系统的快速性、可靠性、经济性不断提高，应用领域不断扩展。然而，由于有刷直流电机工艺、文护以及容量方面的弱点，以及交流调速技术近年来的迅速发展，在有些领域交流调速有取代直流调速的趋势，但就目前来讲，直流调速系统仍然是自动调速系统的主要形式。