西南交通大学.电子设计自动化.课程设计.寻迹小车.docx

2016—2017学年
电子设计自动化
［作业1]
小车四个轮子的驱动电机为四个4.5V的直流电机，请以FPGA为控制芯片，以L298为驱动芯片，设计并搭建小车的控制及驱动电路，并用Verilog HDL 编写电机的驱动控制程序，实现对小车左转、右转、直行、后退等行进方向和行进速度的控制.要求设置若干开关，分别用于控制小车的左转、右转、直行、后退、停止及速度。
课程：电子设计自动化
教师：张怡
学号：2014＊6
姓名：＊＊***＊*＊
西南交通大学
一、 任务要求
小车四个轮子的驱动电机为四个4。5V的直流电机，请以FPGA为控制芯片，以L298为驱动芯片，设计并搭建小车的控制及驱动电路，并用Verilog HDL编写电机的驱动及控制程序，实现对小车左转、右转、直行、后退等行进方向和行进速度的控制。要求设置若干开关,分别用于控制小车的左转、右转、直行、后退、停止及速度。
二、 实现方案
主要方案：以FPGA为控制芯片，以L298为驱动芯片。
使用ANVYL FPGA开发板作为主控板
L298N驱动芯片
驱动电路:

使能引脚可用于输入PWM脉宽调制信号对电机进行调速控制.如果无须调速可将两引脚接5V，使电机工作在最高速状态.输入信号端IN1接高电平输入端IN2接低电平，电机M1正转；反之,电机M1反转。M2同理。EN A、EN B通过输入PWM波以控制M1、M2调速。

采用两片L298N控制4个电机，两只前置电机用同一片，控制芯片部分采用FPGA开发板编写,主要按键有：前（↑)、后(↓）、左（←）、右（→）、停止(S)、半速（1/2）、全速(1）.
片1：控制前面两只轮子，A为左
片2:控制后面两只轮子，A为左
左转：左前轮停止，其余正常
右转：右前轮停止，其余正常
停止：片1片2使能为零
半速（1/2）：片1片2使能为pwm调制波，占空比50%
全速（1）:片1片2使能为pwm调制波,占空比100％
FPGA部分设计控制器部分：

片1
片2
IN1
IN2
IN3
IN4
IN1
IN2
IN3
IN4
↑
1
0
1
0
1
0
1
0
↓
0
1
0
1
0
1
0
1
←
0
0
1
0
1
0
1
0
→
1
0
0
0
1
0
1
0

片1
片2
ENA
ENB
ENA
ENB
S
0
0
0
0
1/2
PWM
PWM
PWM
PWM
1
PWM
PWM
PWM
PWM
三、 硬件连接图
前轮部分
四、 Verilog程序设计
控制器程序设计：
PWM控制设计：
五、 仿真结果
PWM档位控制
方向控制
六、 参考资料
L298中文资料+PWM调速_不二的第九只兔子_新浪博客
http：//blog.sina。com。cn/s/blog_852d92f80101fsxp.html
数字电子技术实验教程。西南交通大学出版社
数字电子技术.华中科技大学出版社
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