秘诀在我们的实现中，PC不会向FPGA发送任何位置或速度信息。 相反，它会发送加速度和时间信息。 FPGA 使用积分器将它们转换为速度和位置（并相应地驱动阶跃/二极管信号）。因此，我们的运动控制器充当加速度积分器。 这很容易实现，因为在FPGA中，积分器只是一个累加器。 以下“C”代码说明了FPGA在每个时钟周期的性能： // Acceleration is known (provided by the PC)
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FPGA CNC 步进电机 积分器
软件与硬件运动控制器虽然梯形轮廓易于计算，并且PC通常足以驱动步进信号，但请考虑以下两个缺点：PC 必须是专用的。PC 引入了机械抖动（由于步进电机的驱动时间不合适，导致轧机晃动或运行速度降低）：软件时序分辨率受并行接口速度的限制。当多个轴一起驱动，步进电机全速运行时，每个轴每秒接收几个 100000 个脉冲。 由于软件无法同时在多个轴上实现精确的定时（软件一次只能做一件事！），因此机械抖动会增加，并且可能需要降低全步进速度才能进行补偿。如果您有一台旧 PC 在壁橱里无所事事（就像我们大多数人一样），不介
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FPGA CNC 步进电机 运动控制器
并行接口这是一个典型的业余爱好者 CNC 设置。PC 使用其并行（打印机）接口连接到步进控制器，进而驱动 CNC 铣床的步进电机（有时简称为“步进电机”）。假设我们的工厂有三个步进电机，让我们放大以查看更多细节。PC 为每个步进电机发送两个信号（步进和方向）。然后步进控制器生成步进输出（每个步进 4 到 8 根线，具体取决于它们的类型）。PC 必须专用于 CNC 任务，因为步进/Dir 信号的时序必须尽可能精确。 PC 必须在 DOS 模式下运行，或者在 Windows/Linux 模式下运行，但所有其他
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FPGA 步进电机
CNC是驱动切割机的控制器。 最受欢迎的切割机是铣床。铣床简单的铣床有 3 个轴，而更复杂的机器有 4 个或更多轴。这是一台简单的 3 轴铣床。每个轴都用手柄手动控制。在数控机床上，每个轴都由电机和控制器移动，以精确控制电机的旋转。 例如，假设电机每转一圈，轴就会移动 1 毫米。 要移动 3 毫米，您需要转 3 圈。 控制器如何确保电机整齐转动 3 圈？电机和回路控制常用的电机有两种类型：步进电机和CC电机（CC=连续电流）。步进电机通常使用开环运动控制，而 CC 电机使用闭环运动控制。解释这意味着什么之
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FPGA 步进电机 CNC
现在，虽然相位累加器非常精确，但输出受到查找表中条目数量有限的影响：从一个条目转到下一个条目时，输出值会“跳跃”。 这对于低输出频率特别敏感，但也会影响高输出频率，这会在输出频谱中引入不需要的频率。我们将解决这个问题。 为了便于理解，让我们回到 15 位相位累加器。// sine without linear interpolationreg [14:0] phase_acc; // 15bitalways @(posedge clk) phase_acc <= phase
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FPGA DDS 插值
DDS的第二个技巧是长相位累加器。 它允许来自DDS输出的信号频率非常灵活。我们将通过一个示例了解它是如何工作的。 让我们从这个简单的代码开始。reg [10:0] cnt; // 11bit counteralways @(posedge clk) cnt <= cnt + 11'h1;sine_lookup my_sine(.clk(clk), .addr(cnt), .value(sine_lookup_output));计数器实际上是一个“相位累加器”。 那是因为它每次
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FPGA DDS 相位累加器
为了生成任意信号，DDS 依赖于两个主要技巧。LUT第一个 DDS 技巧是 LUT（查找表）。 LUT 是一个表格，用于保存我们想要生成的模拟信号的形状。在FPGA中，LUT是作为blockram实现的。 在上图中，我们使用了 512x10 位 LUT，它通常适合一个或两个物理 FPGA 模块。正弦波最常产生的信号形状是正弦波。 它很特别，因为它有两个对称性，可以很容易地利用它们来使 LUT 看起来更大。在正弦波中，第一个对称性是sin（α）=sin（π-α）。假设我们的 “my_DDS_LUT” blo
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FPGA DDS LUT
让我们看看FPGA DSS实现是多么容易。DAC接口好的，您的新FPGA板具有快速DAC（数模转换器）模拟输出。 下面是一个运行频率为10MHz的100位DAC的电路板设置。在100MHz频率下，FPGA每10ns向DAC提供一个新的10位值。DAC输出模拟信号，对于周期性信号，奈奎斯特限值表示可以达到高达50MHz的速度。一个简单的DDSDDS 通常用于生成周期性信号。 现在，让我们尝试一些简单的东西并生成一个方波。module SimpleDDS(DAC_clk, DAC_data);input DA
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FPGA DDS DAC接口
图形 LCD 面板 4 - 文本让我们尝试在面板上显示字符。 这样，面板就可以用作文本终端。我们的 480x320 示例面板可用作 80 列 x 40 行控制台（使用 6x8 字符字体）或 60 列 x 40 行控制台（使用 8x8 字符字体）。 我们将使用“字符生成器”技术。字符生成器让我们假设“你好”这个词在屏幕上的某个地方。在 ASCII 中，它使用 5 个字节（0x48、0x65、0x6C、0x6C、0x6F）。 我们的简单字符生成器使用一个 RAM 来保存要显示的字符，并使用一个 ROM 来保存
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FPGA 图形LCD面板
图形 LCD 面板 3 - 图形让我们研究一下生成图形视频数据的 3 种方法。栅格化位图在 LCD 上显示图形的经典（且简单）方法是将光栅化位图数据保存到 RAM 中。我们将在这里使用一个 blockram。我们在这里显示一个 128x32 像素的小位图（非常适合 4Kbits 块内存）：// Use a blockram to hold the graphical data
wire [7:0] Bit
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FPGA 图形LCD面板
图形 LCD 面板 2 - 视频发生器在能够在面板上显示任何内容之前，我们需要生成视频同步信号（H-sync 和 V-sync）。本项目使用的液晶屏具有以下特点：单色，分辨率为 480x320（约 150000 像素）。同步接口，4位数据接口（每个时钟输入4个像素）。没有屏幕外时间。使用 4 位数据输入时，我们需要水平 480/4=120 个时钟。使用 320 行，一个完整的视频帧需要 120x320=38400 个时钟。代码如下所示：parameter ScreenWidth =&n
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FPGA 图形LCD面板 视频发生器
图形LCD面板使用数字接口，易于与FPGA连接。不同的接口图形 LCD 面板有 2 种风格：具有类似视频的界面具有类似 CPU 外设的接口1.类似视频的界面2. 类似CPU外设的接口优势低成本和广泛可用（例如用于笔记本电脑）易于通过 FPGA 进行控制自由显示的内容（帧缓冲/动态视频/精灵/硬件鼠标光标......或这些的任意组合）易于连接到微控制器帧缓冲存储器集成在面板上弊端需要视频控制器（FPGA 或专用芯片）需要一些外部存储器（用于帧缓冲器、字符生成器等）更高的成本和更低的可用性仅适用于帧缓冲器应用
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FPGA 图形LCD面板
FPGA是出色的视频控制器，可以轻松控制图形LCD面板。该项目分为4个部分：介绍视频发生器图形文本这是用于此项目的一个LCD面板的视图：
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FPGA 图形LCD面板
就在几个月之前，一则消息被各大媒体平台报道：2023年7月3日，为维护国家安全和利益，中国相关部门发布公告，决定自8月1日起，对镓和锗两种关键金属实行出口管制。至此有不少不关注该领域的读者突然意识到，不知道从什么时候开始，我国的镓和锗已经悄悄成为了世界最大的出口国。根据一份中国地质科学院矿产资源研究所2020年的一份报告显示，目前镓的世界总储量约 23 万吨，中国的镓金属储量居世界第一，约占世界总储量的 80%-85%，而我国的镓产量则是压倒性的占到了全球产量的90%到95%。而作为镓的化合物，砷化镓、氮
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雷达 RF 氮化镓 相控阵
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