Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 7
1.1 Техническое задание на разработку цифрового программируемого делителя частоты для электропривода динамически настраиваемого гироскопа 7
1.1.1 Общие требования 7
1.1.2 Назначение и цели разработки схемы 7
1.1.3 Требования к устройству 7
1.1.4 Требования к программному обеспечению 8
1.2 Анализ технического задания 9
2 АНАЛИЗ АНАЛОГОВ ДЕЛИТЕЛЯ ЧАСТОТЫ 10
3 ДИНАМИЧЕСКИ НАСТРАИВАЕМЫЙ ГИРОСКОП 11
3.1 Определение, назначение и принцип работы прибора 11
3.2 Достоинства и недостатки ДНГ 12
4 ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД 13
4.1 Определение ВД 13
4.2 Принцип работы ВД 16
4.3 Виды ВД 17
4.4 Достоинства и недостатки ВД 18
4.4.1 Достоинства ВД 18
4.4.2 Недостатки ВД 19
5 ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ 20
5.1 Определение ДЧ 20
5.2 Делители частоты с управляемым коэффициентом деления 22
5.3 Методы построения ДЧ 27
5.3.1 Метод исключения лишних состояний счетчика 27
5.3.2 Метод искусственного принудительного насчета импульсов
в счетчике 28
5.3.3 Метод принудительного задания коэффициентом пересчета в вы¬читающем счетчике 305.3.4 Синтез счетчиков с использованием теории цифровых автоматов.. ..31
6. ПЛИС 36
6.1 Определение ПЛИС 36
6.2 Архитектура ПЛИС. Взаимосвязь составляющих элементов 39
6.3 Виды ПЛИС 42
6.4 Применение ПЛИС 43
6.5 Преимущества ПЛИС перед микроконтроллером 44
6.6 Интегральная микросхема 5576XC4T 45
6.7 Серия ПЛИС Spartan 3 55
6.7.1 Основные характеристики ПЛИС Spartan 3 55
6.7.2 Архитектура серии Spartan 3 56
6.7.3 Особенности серии Spartan 3 58
7 СХЕМОТЕХНИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 59
7.1 Разработка структурной схемы изделия 59
7.2 Разработка функциональной схемы 61
7.3 Разработка электрической схемы 62
7.3.1 Аккумулятор 62
7.3.2 Счетчик 65
7.3.3 Константа 68
7.3.4 Логическое НЕ 70
7.3.5 Логическое И 70
7.3.6 Логическое ИЛИ 71
8 РАСЧЕТЫ ДЛЯ ЦИФРОВОГО ПРОГРАММИРУЕМОГО ДЕЛИТЕЛЯ
ЧАСТОТЫ 73
8.1 Расчет периода вращения ротора ДНГ 73
8.2 Вычисление значения кода на входе делителя 74
8.3 Расчет значений кодов для констант 75
8.4 дискретности изменения скорости вращения ДНГ 76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 78БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 79
ПРИЛОЖЕНИЕ А 80
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 81
В современной технике используется большое количество программируемых интегральных микросхем, в результате чего возникает потребность в реализации многоразрядных аппаратных блоков, способных обрабатывать большой поток входной информации на высокой тактовой частоте. Перечисленные факторы приводят к необходимости развития систем автоматического управления.
Развитие систем автоматического управления подвижными объектами и навигационных систем летательных аппаратов в свою очередь требует при менения малогабаритных прецизионных гироскопов относительно невысокой стоимости. Эти требования привели в своё время к поиску новых конструктивных решений в области проектирования гироприборов и созданию раз - личных типов гироскопов.
Применение вентильного электродвигателя в динамически настраиваемых гироскопах поддерживается постоянство вращающего момента на валу двигателя и постоянство скорости вращения ротора, что повышает стабильность кинетического момента, а соответственно, и точность гироскопа в целом.
Для написания ВКР была поставлена задача, используя отечественный ПЛИС типа 5576ХС4Т и среду конфигурирования QuartusII, самостоятельно разработать часть программы, в схемном редакторе, регулирующей скорость вращения ротора вентильного двигателя. В качестве темы для ВКР была выбрана «Цифровой программируемый делитель частоты для электропривода динамически настраиваемого гироскопа».
В данном дипломном проекте разработан цифровой программируемый
делитель частоты для электропривода динамического настраиваемого гироскопа.
Актуальность данного проекта обусловлена необходимостью в связи с требованиями по импортозамещению возникла необходимость освоения отечественных ПЛИС, в частности, 5576ХС4Т. Средой конфигурирования данных ПЛИС является QuartusII. Названная ПЛИС изготавливаются Воро - нежским заводом полупроводниковых приборов с целью импортозамещения иностранных ПЛИС в оборонной промышленности.
