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仅供个人参考毕业设计说明书基于CPLD 的多功能脉冲分配器的设计专业 电子信息工程学生姓名 韩 清班级 B 电子032班学号 06指导教师 成 开 友完成日期2007年6月14日仅供个人参考基于CPLD的多功能脉冲分配器的设计摘要:现代经济快速发展，步进电机作为能够精确步进定位的器件，被广泛应用于不同的行业中。
但是步进电机自身不能控制运行，需要借助步进电机控制器来控制。
而脉冲分配器作为步进电机控制器中的核心设备，将直接控制步进电机的运转方式和运转速度。
设计的脉冲分配器能实现多种功能。
通过模式键切换，实现步进电机分三相六拍和双三拍两种模式工作；根据复位键的高低电平，决定步进电机是否运转；有方向控制选择键，实现对步进电机的正、反方向运转的控制；并且具有分频功能，可以将输入频率生成八种不同频率输出来控制步进电机的转速。
对脉冲分配器的设计以XILINX公司的XC9572 CPLD芯片为硬件主体和超高速集成电路硬件描述语言VHDL 为软件主体。
这种设计方法具有设计简单、代码通用、系统灵活性和可靠性强的优势。
文中详细介绍了脉冲分配器中XC9572 CPLD芯片、分频器和状态机的设计细节。
由于是基于可编程逻辑器件并结合VHDL语言设计的步进电机脉冲分配器，因此其突出的优点就是有良好的升级特性，能很好地提高产品的竞争优势。
关键词: 步进电机；脉冲分配器；VHDL；CPLD仅供个人参考The design of Multifunctional Pulse Distributorbased on CPLDAbstract : With the rapid development of modern economy, stepper motor, as a device which can precisely positioning, is widely used in various industries. However, stepper motor can not control operation itself, thus stepper motor controller is needed. Meanwhile, the pulse distributor, as the core equipment of stepper motor controller, will be in direct control of the stepper motor operation and the operation of speed.The pulse distributor is designed to carry out its various functions, among which are: by key mode switching, two modes of six hours of three-phase and three-bats can be shoot; according to the high or low level of the electricity of the reset button, whether stepper motor is in operation can be decided; the control of the all-direction operation of stepper motor can be carried out by the direction control keys; moreover, this pulse distributor has the function of frequency-distribution, it can control the speed of the stepper motor by transferring the input frequency into eight different output frequencies. The design of this pulse distributor employs XC9572 CPLD chip which produced by XILINX company as its main hardware and VHDL as its main software. This method is simple in design, with a common code, a flexible system and has advantages in its reliability. This paper describes in detail about the pulse split XC9572 CPLD, the dividers and the design details of the state machine.Because it is the stepper motor pulse distributor which is based on programmable logic device and VHDL design, it has the obvious advantages of a good upgrades and a good competitive advantage.Key words:Stepper Motor;Pulse Distributor;VHDL;CPLD仅供个人参考目录1概述 .................................................................................. 错误！未定义书签。
脉冲分配器时频-概述说明以及解释1.引言1.1 概述脉冲分配器是一种关键的电子设备，用于将一个输入脉冲信号分配到多个输出通道中。
它在多个领域中发挥着关键作用，如通信、雷达、无线电和医疗设备等。
传统的脉冲分配器通常采用电子开关技术，通过高速开关来实现脉冲信号的分配。
随着科技的不断进步，现代脉冲分配器已经发展出多种创新技术，如集成电路设计、微波功率分配技术等，使其在性能和功能上得到了极大的提升。
脉冲分配器被广泛应用于许多领域。
在通信领域，脉冲分配器可用于将信号分配给不同的天线，以实现无线通信的多路径传输。
在雷达系统中，脉冲分配器用于将雷达脉冲信号传输到不同的天线阵列中，以实现目标的检测和定位。
此外，脉冲分配器还广泛应用于医疗设备中，用于将治疗脉冲信号分配给不同的治疗通道。
脉冲分配器的设计和制造技术也经历了长足的发展。
如今，高集成度的电子元器件和先进的制造工艺使得脉冲分配器具有更小的尺寸、更高的工作频率和更低的功耗。
此外，各种优化算法和协议的引入，使得脉冲分配器具有更高的性能和更好的通信效果。
综上所述，脉冲分配器作为一种关键的电子设备，在各个领域中都发挥着重要的作用。
随着科技的不断进步，脉冲分配器在性能和功能上将继续迎来更加广阔的发展空间。
我们期待未来脉冲分配器能够通过创新技术和设计，为各行各业的发展带来新的机遇和突破。
1.2 文章结构文章结构文章主要包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要介绍了脉冲分配器的概述、文章结构和目的。
在概述中可以对脉冲分配器的基本概念和原理进行简要介绍，引起读者的兴趣。
文章结构部分则对整个文章的结构进行概括性说明，告诉读者将要介绍的各个方面内容以及整个文章的逻辑关系。
目的部分则清楚地阐明了本文的目标和意义，提示读者本文的主要内容和研究的价值。
正文部分是文章的核心，提供了脉冲分配器的定义和原理、应用领域、设计和制造技术等方面的详细介绍。
在脉冲分配器的定义和原理中，可以对脉冲分配器的基本概念、工作原理和关键技术进行说明，让读者对脉冲分配器有一个清晰的认识。
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一、概述与测量原理NRP系列脉冲分压器（也叫冲击分压器）是弱阻尼等电位屏蔽式高压测量系统,主要用于雷电波测量,包括雷电全波,8/20us波及其他雷电波形。
是雷电波专用分压器,具有操作简便，显示直观，精度高、体积小、重量轻等特点.适用于电网一次设备的型式试验(如氧化锌避雷器雷电波陡波试验、电压互感器雷电全波试验、高压开关雷电全波试验、变电站主变的型式试验、高压GIS 试验等)、变电站、高压电器设备制造厂和高电压试验室等部门作为雷电波测量之理想设备。
本脉冲分压器通过仪表线与示波器相连，可实现远距离清晰读数,使用安全、方便。
该系列脉冲分压器输入阻抗高，线性度好，采用特殊的屏蔽技术，减少高压对示值的影响，实现了高稳定度。
采用进口填充材料，实现了产品的高稳定性；内部采用高精度电阻和低正切值的高压电容,局部放电量小。
体积小，重量轻，便于携带。
二、技术参数：1、电压等级：AC:50 kV -2000kV(能承受110%额定值的冲击电压峰值)2、相应时间:<120ns（特殊要求可定做）3、冲击电压波形：雷电冲击全波（简称雷电全波）主要参数为峰值U P、波前时间T1、半峰值时间T2、标准雷电全波的波前时间T1=1.2us半峰值时间T2=50us。
地址：武汉市庙山大道9号东湖高新产业创新基地11栋为了获取高准确度的测试数据,建议采用美国泰克200M以上示波器,同时其它技术指标要满足高压雷电波测量的相关要求.4、精度：AC:3.0%5、绝缘介质：进口电容器油6、环境条件：温度： 0～45℃湿度：<85%RH7、分压比：1000:1或(可根据客户要求定做)8、重量:--9、体积:见下表三、使用方法1.将脉冲分压器接地端安全接地。
PLC输入输出设备正确连接电路PLC常见的输入设备有按钮、行程开关、接近开关、转换开关、拨码器、各种传感器等，输出设备有继电器、接触器、电磁阀等。
正确地连接输入和输出电路，是保证PLC平安可靠工作的前提。
1. PLC与主令电器类设备的连接如图6-4所示是与按钮、行程开关、转换开关等主令电器类输入设备的接线示意图。
图中的PLC为直流汇点式输入，即所有输入点共用一个公共端COM，同时COM端内带有DC24V电源。
假设是分组式输入，也可参照图6-4的方法进行分组连接帖子相关图片:２.旋转编码器是一种光电式旋转测量装置，它将被测的角位移直接转换成数字信号〔高速脉冲信号〕。
因些可将旋转编码器的输出脉冲信号直接输入给PLC，利用PLC的高速计数器对其脉冲信号进行计数，以获得测量结果。
不同型号的旋转编码器，其输出脉冲的相数也不同，有的旋转编码器输出A、B、Z三相脉冲，有的只有A、B相两相，最简单的只有A相。
如图6-7所示是输出两相脉冲的旋转编码器与FX系列PLC的连接示意图。
编码器有4条引线，其中2条是脉冲输出线，1条是COM端线，1条是电源线。
编码器的电源可以是外接电源，也可直接使用PLC的DC24V电源。
电源“-〞端要与编码器的COM端连接，“+ 〞与编码器的电源端连接。
编码器的COM端与PLC输入COM端连接，A、B两相脉冲输出线直接与PLC的输入端连接，连接时要注意PLC输入的响应时间。
有的旋转编码器还有一条屏蔽线，使用时要将屏蔽线接地。
帖子相关图片:３.传感器的种类很多，其输出方式也各不相同。
当采用接近开关、光电开关等两线式传感器时，由于传感器的漏电流较大，可能出现错误的输入信号而导致PLC的误动作，此时可在PLC输入端并联旁路电阻Ｒ，如图6-8所示。
当漏电流缺乏lmA时可以不考虑其影响。
帖子相关图片:式中：I为传感器的漏电流〔mA〕，UOFF为PLC输入电压低电平的上限值〔V〕，RC为PLC的输入阻抗〔KΩ〕，RC的值根据输入点不同有差异。
#）（】》第 4 章习题参考答案1.、答： S7-200PLC 的接口模块主要有 I/O 扩展模块和特殊功能扩展模块两大类。
I/O 扩展模块，对于 I/O 点数不够的情况，则需要增加 I/O 扩展模块，对I/O 点数进行扩展。
典型的模块有：1）输入扩展模块 EM221。
共有 3 种产品，即 8 点和 16 点 DC、 8 点 AC。
2）输出扩展模块 EM222。
共有 5 种产品，即 8 点 DC 和 4 点 DC（5A）、 8 点 AC、 8点继电器和 4 点继电器（10A）。
3）输入/输出混合扩展模块 EM223。
共有 6 种产品，其中 DC 输入/DC 输出的有三种，DC 输入/继电器输出的有三种，它们对应的输入/输出点数分别为 4 点、 8 点和 16 点。
/4）模拟量输入扩展模块 EM231。
共有 3 种产品。
4AI、 2 路热电阻输入和 4 路热电偶输入。
其中前者是普通的模拟量输入模块，可以用来连接标准的电流和电压信号；后两个是专门为热电阻和热电偶而设计的模块，热电阻和热电偶可以直接连接到模块上而不需要经过变送器对其进行标准电流或电压的转换，模块上设置有热电阻和热电偶型号选择开关，热电偶模块还具有冷端补偿功能。
5）模拟量输出扩展模块 EM232。
2 路模拟量输出的扩展模块。
6）模拟量输入/输出扩展模块 EM235。
4 路 AI 和 1 路 AO（占用 2 路输出地址）的扩展模块。
"特殊功能扩展模块可以完成某些特殊功能的控制。
典型的特殊模块有：1）PROFIBUS-DP 模块EM277。
使用该模块可以把S7-200 PLC 连接到PROFIBUS-DP网络中，从而使 S7-200 PLC 作为 DP 网络中的一个从站。
2） AS-i 接口模块 CP243-2。
使用该模块可以把 S7-200 PLC 连接到 AS-i 网中，从而使S7-200 PLC 作为 AS-i 网络中的主站。
警告静电防护措施本仪表中由于含有易感受静电的电子器件。
因此对其内部的电路板或元器件进行拆卸、以及安装等操作时，均应采取适当有效的静电防护措施，并请按下述原则进行。
1.必须拆除仪表的供电电源2.对印刷电路板或其内部元件进行接触、拆卸、安装、以及调整前，操作人员应佩戴防静电环或者采取其它安全可靠的方式接地，确保静电快速顺畅的泄放。
3.印刷电路板必须置于导电包装袋或其它的导电容器中进行运输、存储，直到现场安装时，才允许将其从静电防护包中取出。
被拆换的印制电路板必须立即放进具有静电防护功能的容器内，不可随意放置以备运输、存储。
运输存储仪表采用纸箱或木箱包装，在搬运时小心转运，不允许野蛮装卸，存放地点应符合防雨防潮、且不受机械震动或冲击等。
开箱验货仪表拆箱后严格按装箱清单验货，若发现有错误、缺货或破损等现象，请立即与我公司或当地代理联系。
仪表装调1．详细阅读说明书，严格按相关要求进行安装和调试；2．确保仪表可靠接地；3．仪表接线完成后，出线口密封性良好，护线管无积水现象发生；4．仪表调试完成后，旋紧表盖。
环保本仪器的包装物符合环保要求，拆箱后请用户交当地回收机构。
目录1概述 (4)1.1原理 (4)1.2特点和优势 (4)1.3使用频率 (5)2尺寸 (6)2.1外壳尺寸 (6)2.2仪表尺寸 (6)3技术特性 (11)4安装指南 (13)4.1开箱与验货 (13)4.2安装 (13)4.3测量条件 (22)5电气连接 (25)5.1供电电压 (25)5.2连接电缆和安装 (25)5.3屏蔽电缆和接地 (25)5.4电缆参数 (26)5.5输出参数 (26)5.6接线方式 (27)5.7防爆连接 (28)6仪表调试种类 (30)6.1仪表液晶显示单元 (30)6.2仪表远程液晶显示单元（罐旁显示单元） (31)6.3上位机调试 (31)6.4HART手操器（中控室液晶显示单元） (32)7.1参数架构 (33)7.2基本设定方法 (34)7.3主界面介绍 (35)7.4回波快捷查看界面 (35)7.5【快速设置】菜单 (37)7.6【基本设置】菜单 (39)7.7【显示设置】菜单 (39)7.8【系统设置】菜单 (40)7.9【线性化】菜单 (40)7.10其它菜单说明 (42)8调试验收确认 (42)附件1：常见故障处理 (43)附表2：常见物质介电常数 (44)1概述1.1原理雷达物位计是基于时间行程原理的无线电波测距系统。
SystemView 的基本库使用说明基本库 SystemView 的基本库包括信源库、算子库、函数库、信号接收器库等，它为该系统仿真提供了最基本的工具。
1、SystemView 为我们提供了16种信号源，可以用它来产生任意信号 2、功能强大的算子库多达31种算子，可以满足您所有运算的要求 3、32种函数尽显函数库的强大库容！4、12种信号接收方式任你挑选，要做任何分析都难不倒它扩展功能库 扩展功能库提供可选择的能够增加核心库功能的用于特殊应用的库。
它允许通信、DSP 、射频/模拟和逻辑应用。
1、包含有大量的通信系统模块的通信库，是快速设计和仿真现代通信系统的有力工具。
这些模块从纠错编码、调制解调、到各种信道模型一应俱全。
2、DSP 库能够在你将要运行DSP 芯片上仿真DSP 系统。
该库支持大多DSP 芯片的算法模式。
例如乘法器、加法器、除法器和反相器的图标代表真正的DSP 算法操作符。
还包括高级处理工具：混合的Radix FFT 、FIR 和IIR 滤波器以及块传输等。
3、逻辑运算自然离不开逻辑库了，它包括象与非门这样的通用器件的图标、74系列器件功能图标及用户自己的图标等。
4、射频/模拟库支持用于射频设计的关键的电子组件，例如：混合器、放大器和功率分配器等。
扩展用户库扩展的用户库包括有Elanix 公司自己提供的扩展通信库2、IS95/CDMA 、数字视频广播DVB 。
另外其合作伙伴Entegra 公司也提供了自适应滤波器库()。
有能力的读者也可自己用C/C++语言自编所需的库，后加入即可。
通信库2: 扩展的通信库2主要对原来的通信库加了时分复用、OFDM 调制解调 、QAM 编码与调制解调、卷积码收缩编解码、GOLD 码以及各种衰落信道等功能。
4.5版中，通信库2已被合并到基本通信库中。
IS95库:IS95库为设计CDMA 和个人通信系统提供了一个快捷的工具。
除了产生CDMA 所需的信号发生器模型、调制解调信号模型外，还设计了复合IS95建议的CDMA 所有信道模型，可按两种速率工作。
1 前言 (1)1.1序言 (1)1.2步进电机的应用领域 (1)1.3对步进电机的未来展望 (2)1.4设计的主要工作概述 (2)2 总体方案设计 (3)2.1方案比较 (3)2.2 方案论证 (4)2.3方案选择 (5)3.单元模块电路设计 (6)3.1基于晶振的时钟脉冲发生器设计 (7)3.2 JTAG下载电路的设计 (7)3.3控制端电路设计 (8)3.4电源电路设计 (8)4.脉冲发生器程序设计 (9)4.1 状态配置电路Verilog HDL设计 (10)4.2组合逻辑电路Verilog HDL设计 (12)4.3 顶层文件Verilog HDL设计 (13)5.系统调试 (14)5.1电源电路等硬件电路的调试 (14)5.2脉冲分配器的软件调试 (14)6 设计总结 (17)7 参考文献 (18)附录：四相四拍步进电机脉冲分配器原理图 (19)说明书1 前言1.1序言步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制组件。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。
这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。
使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。
单相步进电机有单路电脉冲驱动，输出功率一般很小，其用途为微小功率驱动。
多相步进电机有多相方波脉冲驱动，用途很广。
使用多相步进电机时，单路电脉冲信号可先通过脉冲分配器转换为多相脉冲信号，在经功率放大后分别送入步进电机各项绕组。
每输入一个脉冲到脉冲分配器，电机各相的通电状态就发生变化，转子会转过一定的角度（称为步距角）。
正常情况下，步进电机转过的总角度和输入的脉冲数成正比；连续输入一定频率的脉冲时，电机的转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系，不受电压波动和负载变化的影响。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。
C0.102.010.000 增量编码器专用信号分配器•适用于编码器输入信号 HTL10-30VDC （A,B,Z或A,/A,B,/B,Z,/Z)•两路编码器信号输出（A,B,Z或A,/A,B,/B,Z,/Z)，每一路可以独立设定输出（TTL 5V 或 HTL10-30V)•最大频率响应400KHz•电源供应5V或10-30V•5V编码器供电功能（只有工作供电为10-30V时有效）操 作 说 明安 全 声 明•此操作说明是本产品的重要组成部分，包括了很多重要的功能、操作、调试信息。
如果不按照此操作说明使用产品，可能会导致产品的损坏、相关设备的损坏，甚至操作人员的身体伤害。
•本产品只能由有相关资格的操作人员来安装调试。
•必须使用通行的，或适用于所在国家、地区的安全操作规范。
•当本产品用于一些可能会由于故障、不当的维护而造成设备损坏或人身伤害的应用中时，必须采取适当的预防措施以防止相应的危害发生。
•关于安装、接线、工作环境、电缆屏蔽和地线，请遵照标准的工业现场电气规范。
目 录1.应用42.功能原理图43.供电54.信号输入与输出65.输出选项66.外观图与安装尺寸77.参数81.应用C0.102.010.000 专为准确无误地将编码器输出信号分配到多个目标单元而设计。
本产品可以在TTL/RS422电平信号和HTL (10-30V) 电平信号之间充当转换器。
C0.102.010.000 提供 HTL (10-30V) 和 HTL 编码器供电。
使用C0.102.010.000 你可以只使用 HTL 输入的 A,B,Z三相，而不连接/A,/B,/Z三相在此应用中，输入信号电平必须达到15V。
如果使用全部 HTL 信号A,/A,B,/B,Z,/Z, C0.102.010.000 可以提供10-30V全范围的输出电平调节。
即使输入信号不提供反相电平，输出也可以提供全部的A,/A,B,/B,Z,/Z。
通过拨码开关，两路输出信号可以单独被设置成5V或10-30V电平。
