单相逆变电源软件设计 |
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单相逆变电源软件设计
文章目录
单相逆变电源软件设计一、题目要求1.题目2.系统总体框图
二、控制核心及环境配置1.CCS环境配置2.Quartus环境配置
三、软件核心功能1.产生SPWM波2.PID算法调控输出电压3.顶层设计
四、其他1.FPGA生成固化文件2.其他代码
总结
一、题目要求
1.题目
tiva系列单片机：TM4C123GH6PM Cyclone IVE 系列FPGA：EP4CE6E22C8 IDE：Code Composer Studio 以及 Quartus 17.0 1.CCS环境配置Code Composer Studio配置： Quartus 17.0配置： 方案一：单极性调制 产生正弦查找表的代码如下： ADDR_WIDTH=12; DATA_WIDTH=16; depth=2^ADDR_WIDTH; x=ceil(((2^DATA_WIDTH/2-1)*sin(0:pi*2/depth:2*pi)+2^DATA_WIDTH/2)); fid=fopen('sinrom1.mif','w'); fprintf(fid,'width=%d;\n',DATA_WIDTH); fprintf(fid,'depth=%d;\n',depth); fprintf(fid,'address_radix=uns;\n'); fprintf(fid,'data_radix=uns;\n'); fprintf(fid,'Content Begin\n'); for(k=1:depth) fprintf(fid,'%d:%d;\n',k-1,x(k)); end fprintf(fid,'end;');产生三角波查找表的代码如下： ADDR_WIDTH=12; DATA_WIDTH=16; depth=2^ADDR_WIDTH; x=ceil(2*(2^DATA_WIDTH/2-1)*sawtooth(0:pi*2/depth:2*pi)+2^DATA_WIDTH - 1); y=ceil(-2*(2^DATA_WIDTH/2-1)*sawtooth(0:pi*2/depth:2*pi)+2^DATA_WIDTH - 1); fid=fopen('trirom1.mif','w'); fprintf(fid,'width=%d;\n',DATA_WIDTH); fprintf(fid,'depth=%d;\n',depth); fprintf(fid,'address_radix=uns;\n'); fprintf(fid,'data_radix=uns;\n'); fprintf(fid,'Content Begin\n'); for(k=1:depth/2) fprintf(fid,'%d:%d;\n',k-1,x(k)); end for(j=depth/2+1:depth) fprintf(fid,'%d:%d;\n',j-1,y(j)); end fprintf(fid,'end;');然后在Quartus中利用IP核生成rom查找表实例。 生成正弦波和三角波后，比较生成互补的SPWM波，注意要设置死区！ 生成SPWM波代码如下： always @(posedge clk, negedge rst_n) begin if(!rst_n) begin spwm1_tmp |
要求设计并制作输入为15V直流电压，输出为10V正弦交流电压的单相逆变电源。
软件思路： FPGA：利用Matlab生成正弦及三角波查找表，在Quartus中使用rom查表产生正弦波与三角波，比较二者的大小，正弦波大于三角波为“1”，正弦波小于三角波为“0”（双极性调制），产生两路互补的SPWM波，经由逆变电路及滤波电路最终可以得到正弦交变电压，通过改变正弦波的幅值可以改变最终输出电压的大小。 单片机：接收频率设定并传给FPGA，显示当前状态，进行AD采样数字信号到具体值的转换，PID算法稳压。 AD采样：采用ADS8688进行采样，通过积分法
U
r
m
s
2
=
1
T
∫
0
T
∣
U
∣
2
d
t
U_{rms}^2=\frac{1}{T}{\int_{0}^{T}}\left| U \right| ^ 2dt
Urms2=T1∫0T∣U∣2dt得到交流有效值。
方案二：双极性调制 
这里我使用的是方案二，双极性调制产生正弦波。 首先利用Matlab产生正弦查找表以及三角波查找表。
一路Next直到下图所示页面，如图所示选中Matlab生成的.mif文件作为查找表。 
最后勾选生成实例文件即可。 
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