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標題: PWM控制蜂鳴器FPGA源碼與教程+仿真與報告等資料 [打印本頁]
作者: 牛的你    時間: 2018-4-17 16:11
標題: PWM控制蜂鳴器FPGA源碼與教程+仿真與報告等資料
fpga播放一首歌


1  實驗目的
（1）理解并掌握脈寬調制(PWM )技術的控制方法及基本工作原理。   
（2）學習并掌握脈寬調制(PWM )驅動蜂鳴器的實現方法。
2  實驗原理
2.1  基本概念
脈沖寬度調制（PWM）是一種對模擬信號電平進行數字編碼的方法。通過高分辨率計數器的使用，方波的占空比被調制用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。PWM 信號仍然是數字的，因為在給定的任何時刻，滿幅值的直流供電要么完全有（ON），要么完全無（OFF）。電壓或電流源是以一種通（ON）或斷（OFF）的重復脈沖序列被加到模擬負載上去的。通的時候即是直流供電被加到負載上的時候，斷的時候即是供電被斷開的時候。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用PWM進行編碼。 有源蜂鳴器和無源蜂鳴器的差別: 這里的“源”不是指電源。而是指震蕩源。也就是說，有源蜂鳴器內部帶震蕩源，所以只要一通電就會叫。而無源內部不帶震蕩源，所以如果用直流信號無法令其鳴叫。必須用 2K~5K 的方波去驅動它。  有源蜂鳴器往往比無源的貴，就是因為里面多個震蕩電路。  無源蜂鳴器的優點是：1。便宜，2。聲音頻率可控，可以做出“多來米發索拉西(1234567)”的效果。3。在一些特例中，可以和 LED 復用一個控制口  有源蜂鳴器的優點是：程序控制方便  。

    開發板上的蜂鳴器是有源蜂鳴器。FPGA 輸出低電平，即可讓蜂鳴
器鳴響。

Quartus 工程 qsf 文件管腳約束命令，把以下命令拷貝到新建 quartus
工程的 qsf 文件即可完成管腳約束（注意信號名必須相同） ：
set_location_assignment PIN_23 -to i_50m_clk
set_location_assignment PIN_28 -to i_rst_n
set_location_assignment PIN_187 -to o_pwm


3  實驗步驟
3.1  綜合
（1）運行綜合工具。   
（2）打開項目工程，項目工程存放于以軟件開發工具命名的文件夾
中。   
（3）編譯運行或直接點擊下載，下載 FPGA 軟件到目標板。   
（4）查看軟件運行效果
3.2  仿真
請參考視頻講解。
主要命令：   
切換仿真路徑   cd  { 仿真庫路徑 }    ，如： cd
{F:\Verilog_demo\M01_buzzer_pwm\sim}；
  run 100us:仿真運行時間長度 100us ;
do wave.do：運行波形文件;
vlog ../src/*.v:編譯 scr路徑下的所有 v文件
vsim:開始仿真命令
quit –sim：退出仿真
4  實驗結果
4.1  結果演示
4.1.1  MODELSIM  仿真演示

4.1.2  M ATLAB  數據分析
略。
4.1.3  開發板演示
略。

4.2  特別說明
          PWM 的一個優點是從處理器到被控系統信號都是數字形式的，無需進行數模轉換。讓信號保持為數字形式可將噪聲影響降到最小。噪聲只有在強到足以將邏輯1改變為邏輯0或將邏輯0改變為邏輯1時，也才能對數字信號產生影響。   
對噪聲抵抗能力的增強是PWM相對于模擬控制的另外一個優點，而且這也是在某些時候將 PWM 用于通信的主要原因。從模擬信號轉向PWM 可以極大地延長通信距離。在接收端，通過適當的 RC 或LC網絡可以濾除調制高頻方波并將信號還原為模擬形式。   
PWM既經濟、節約空間、抗噪性能強，是一種值得廣大工程師在許多設計應用中使用的有效技術。


源程序如下:
  1. //==========================================================================
  2. //Filename  :PWM_gen.v
  3. //modulename:PWM_gen
  4. //Author    :a fei
  5. //Date            :2012-5-16
  6. //Function  :PWM產生器，輸出的pwm驅動蜂鳴器
  7. //Uesedfor  :
  8. //Taobao    :
  9. //E-mail    :2352517093@qq.com
  10. //==========================================================================


  13. module PWM_gen(
  14.                   
  15.                  i_fpga_clk  ,
  16.                  i_rst_n     ,
  17.                  
  18.                  i_pwm_with  ,
  19.                  
  20.                  o_pwm      
  21.                                        
  22.                   );


  25. input    i_fpga_clk  ;//50MHz
  26. input    i_rst_n     ;

  28. input [19:0] i_pwm_with  ;//改變數值可控制PWM的高電平寬度
  29. output reg   o_pwm       ;   
  30.                                        


  33. //=======================================
  34. //分頻計數器
  35. //=======================================
  36. reg[19:0] pwm_cnt ;

  38. always @ (posedge i_fpga_clk or negedge i_rst_n)//時鐘沿加1              
  39.        if(!i_rst_n)
  40.             pwm_cnt <= 20'b0 ;
  41.        else if( pwm_cnt==20'hfffff)
  42.             pwm_cnt <= 20'b0 ;
  43.        else
  44.             pwm_cnt <= pwm_cnt+1'b1 ;
  45.   
  46. always @ (posedge i_fpga_clk or negedge i_rst_n)
  47.          if(!i_rst_n)
  48.               o_pwm <= 1'b0 ;
  49.          else if(pwm_cnt<=i_pwm_with)
  50.               o_pwm <= 1'b1 ;
  51.          else
  52.               o_pwm <= 1'b0 ;  
  53.             
  54.                         
  55. endmodule
復制代碼

所有資料51hei提供下載（包含完整的設計報告）:
M01_buzzer_pwm.zip (2.38 MB, 下載次數: 97)



作者: 菊一文字    時間: 2019-1-6 20:25
很有幫助
作者: 小白的初心    時間: 2019-11-23 16:41
剛好學習FPGA，用處很大



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