Тема: Система управления шаговым двигателем на базе ПЛИС

Растущий спрос на устройства, характеризующиеся сокращённым проектнотехнологическим циклом, быстрым макетированием и ре конфигурированием цифровых систем, удобством программирования и низкими затратами. постоянно расширяет сферы применения программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). Производители предлагают разнообразные ПЛИС: программируемые простые, матричные и сложные логические устройства (SPLD, PAL, CPLD), а также программируемые пользователем базовые матричные микросхемы (FPGA, БЫК). Все ПЛИС обладают специфическими характеристиками и различным сочетанием таких параметров, как быстро действие, энергопотребление, уровень интеграции и стоимость. Такое разнообразие - одна из самых сложных проблем, с которыми приходится сталкиваться разработчику электронных устройств. Однако в условиях промышленной стандартизации задача выбора существенно облегчается. Наибольшее распространение получили ПЛИС типа FPGA (Field Programmable Gate Array), представляющие собой матрицу блоков программируемой логики, между строками и столбцами которой имеются программируемые соединения. Современные кристаллы FPGA содержат, кроме матриц, встроенную память, приёмопередатчики, микропроцессоры, которые пользователь может подключать для решения своих задач с помощью программируемых соединений внутри кристалла без ограничения числа циклов перепрограммирования.
В системах управления различными объектами часто используются устройства, выполненные на основе микроконтроллеров или микропроцессоров. С их помощью можно решать многие задачи измерения, управления и обслуживания. Такие устройства легко программируются, потребляют мало энергии и легко включаются в схему. Однако ПЛИС обладают большим числом выводов, настраиваемой стыковкой входов и выходов с практически любым стандартом напряжения логических уровней и способностью заменить собой несколько микросхем, включая микроконтроллер, регистры портов, интерфейс и т. н. Учёт архитектурных особенностей и в ряде случаев преимуществ ПЛИС перед микроконтроллерами позволяет реализовать на ПЛИС конкурентоспособные изделия. Примером обоснованного подхода к выбору элементной базы для реализации проектируемого устройства является разработка устройства управления шаговым двигателем на ПЛИС. При этом целью выпускной квалификационной работы является реальная задача, связанная с разработкой электропривода па базе двигателя серии ДБМ.

Купить

Гема выпускной квалификационной работы была выбрана исходя из потребности к новому подходу в проектировании схем управления. в том числе, систем управления шаговым двигателем.
В настоящее время возможность переноса проекта на более дешевые ПЛИС привлечет разработчиков. Унификация архитектуры и простота переноса проектов в ПЛИС дают возможность быстро подобрать наиболее подходящую ПЛИС, обладающую минимальной стоимостью при выполнении технических требований к системе.
Для получения оптимальных параметров проектируемой СУ на базе программируемой логики решено использовать САПР System Designer ver. 4.2, позволяющая реализовать проект на ПЛ ПС фирмы Atmel. Такая САПР обеспечивает автоматическую установку приоритета проектирования (минимальное количество ячеек) и оптимизацию программ на его основе, эффективное использование площади кристалла, а также быструю компиляцию и реком11и. Iяци ю 11роекта.
Разрабатываемая система управления ШД на ПЛИС может быть использована в различных по назначениям устройствах безынерционных и точных приводов в специальных робототехнических комплексах, системах судовой и авиационной автоматики, медицинской технике, а также в бытовой технике различной сложности.
В ходе работы над разделом спроектирована структурная схема системы управления шаговым двигателем на базе ПЛИС. Разработана принципиальная электрическая схема, выбраны основные компоненты схемы: аналого-цифровой преобразователь, источник опорного напряжения, генератор тактовых импульсов.
По результатам моделирования и отладки ПЛИС в режиме симуляции с использованием интегрированных пакетов прикладных программ System Designer разработанная структура ПЛИС является работоспособной.
В холе работы над разделом «Безопасность жизнедеятельности» рассмотрен вопрос организации рабочего места оператора ПЭВМ, который занимается программированием и отладкой шаговых электроприводов на базе ПЛИС. Перечислены основные опасные и вредные факторы, приводятся рекомендации по организации рабочею места, разработанные центром электромагнитной безопасности. Приводятся правила поведения оператора во время работы и при возникновении аварийной ситуации. Произведен расчет естественного освещения рабочего места программиста.
Проект предусматривает снижение временных затрат на расчеты и оплату счетов поставщиков и эффективное использование денежных средств па транзитном счете, нс нарушая законодательства, в результате решения полностью снижаются штрафные санкции со стороны поставщиков и снижается задолженность перед поставщиками.
Проект по разработке программного обеспечения системы управления шаговым двигателем на базе ПЛИС является безрисковым, так как окупится за 1,5 и начнёт приносить прибыль.

Купить