[发明专利]一种基于FPGA的电机转速和转向检测装置

权利要求书

1.一种基于FPGA的电机转速和转向检测装置，其特征在于：包括霍尔信号整形滤波电路(1)、FPGA芯片(2)，霍尔信号整形滤波电路(1)与无刷直流电机的三路霍尔信号HA、HB、HC相连通，三路霍尔信号经整形滤波处理后，形成霍尔信号HA`、HB`、HC`；霍尔信号HA`、HB`、HC`与FPGA芯片(2)相连通，所述的FPGA芯片(2)包括转速容错测量逻辑模块(3)、转向容错测量逻辑模块(4)，转速容错测量逻辑模块(3)将转速信号传入控制电机的处理器；转向容错测量逻辑模块(4)实现电机转动方向的输出。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的电机转速和转向检测装置，其特征在于：霍尔信号整形滤波电路(1)包括：保护电路(5)、比较电路(6)、滤波电路(7)、整形电路(8)四个部分，保护电路(5)包括两个二极管，一个二极管的阳极与霍尔输入信号连通，阴极接电源，另一个二极管阳极接电源，阴极与霍尔输入信号连通；比较电路(6)包括一个开路输出比较器和两个电阻，其中一个电阻一端接比较器负输入端，一端接地，另一个电阻一端接电源，一端接比较器输出端；滤波电路(7)包括一个电阻和电容，电阻一端接比较器输出端，一端接电容，电容另一端接地；整形电路(8)包括两个反向施密特触发器，滤波电路的输出作为第一个触发器的输入，其输出作为第二个触发器的输入，第二个触发器的输出为整形滤波处理后的霍尔信号，霍尔输出信号地为电源地。

3.根据权利要求1所述的基于FPGA的电机转速和转向检测装置，其特征在于：转速容错测量逻辑模块(3)包括逻辑控制模块(9)、霍尔信号计数器(10)、除法器(11)，逻辑控制模块(9)完成霍尔信号计数器(10)的计数使能、清零，及除法器(11)的除法操作控制；霍尔信号计数器(10)分别对三相霍尔信号脉冲的上升沿进行计数，计数值锁存，对锁存的三个值两两加和做除法取平均值，对计算得到的两个值进行锁存，再对这两个锁存值进行加和做除法取平均值得到转速值。

4.根据权利要求1至3所述的基于FPGA的电机转速和转向检测装置，其特征在于：转向容错检测逻辑模块包括分频器(12)、脉冲宽度计数器(13)、转向逻辑判断模块(14)、转动方向判断信号滤波处理模块(15)，分频器(12)对系统时钟信号进行分频得到一个周期更长的时钟信号，用时钟信号对两路霍尔信号的高电平宽度进行记录，由脉冲宽度计数器(13)对霍尔信号宽度进行锁存，转向逻辑判断模块(14)则是利用系统时钟的快速性，对其中一路霍尔信号的脉冲宽度计数器(13)进行检测，转动方向判断信号滤波处理模块(15)则是利用分频器(12)分频出来的长周期时钟信号在各位置上对转动方向信号进行检测。