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HIT电子设计自动化，通过FPGA生成带死区的三相互补SPWM，以双极性的方式驱动三相步进电机。

基本原理不完全指南

SPWM生成的基本原理是比较正弦波和三角波的大小，在任意时刻，如果三角波大于正弦波，输出为0；否则输出为1。

该程序的原理是，通过时钟脉冲发生器进行分频，通过在细分波形发生器中查表的方式，生成三组正弦波；在PWM发生器中，将正弦波与三角波比较，生成三组SPWM；最后将SPWM输入死区发生器，生成三组带死区的互补SPWM。

文件的基本配置

主程序文件位于头文件夹中，调试文件，也就是用于生成波形的文件，位于sin1文件夹中。

• 主程序中的文件包括

SPWM_3Phase.v：顶层模块，在这里将各个主要的子模块实例化，并且连接起来，包括1个时钟脉冲发生器（TimePulGenerator）实例， 1个细分波形发生器(Interface)实例, 3个脉宽调制信号发生器（SPWMGenerator）实例。

TimePulGenerator.v：时钟脉冲发生器模块，用于产生分频信号CP和1个四位Sublevel信号，通过Sublevel可以控制正弦波的采样频率，实现调频的效果。

Interface.vhd：细分波形发生器模块，产生三相正弦波（非PWM）,输出3个12位二进制数字量。该模块通过查表生成正弦波，CP控制查表的频率，Sublevel控制查表的分辨率。

BaseCarrior.vhd：锯齿波发生器模块，要求幅度比细分波形发生器模块输出的正弦波略大。

comp.v：比较器模块。

dead.vhd：死区发生器模块，输入PWM，输出一组带死区的互补PWM。

SPWMGenerator.v：脉宽调制信号发生器，通过比较正弦波和三角波的大小来实现SPWM波，再将该SPWM输入死区发生器，即可生成一组互补的SPWM。包括1个锯齿波发生器(BaseCarrior)实例，1个比较器(comp)实例和1个死区发生器(dead)实例。

step_sin.mif：包含正弦波形的数据文件，将该数据文件导入到FPGA的ROM中，来查表生成正弦波。

sin.qip和sin.v：将mif导入ROM后生成的文件，和step_sin.mif配合食用。

• 用于仿真的文件包括：

romtest.v：测试细分波形发生器模块，要求是输出三组相位差为120°的正弦波。

testCarrior.v：测试载波发生器模块，生成锯齿波。

testSPWMGenerator.v：测试脉宽调制信号发生器模块，生成单相SPWM波。

testTimePlustGen.v：测试时钟脉冲发生器模块。

testSPWM3Phase.v：测试顶层模块，能生成三相互补SPWM，而且能够根据输入调节参数。

食用方法

这是使用Quartus (Quartus Prime 17.1) Lite Edition 创建的工程，工程文件为SPWM_3Phase.qpf。

仿真使用的是ModelSim SE-64 10.4，工程文件为sim1.mpf。

如果不能直接打开工程文件，那么新建工程，将子模块全部导入然后编译也是可行的，很简单。

关于如何将mif文件导入到ROM中并且实例化，参考教程: https://www.cnblogs.com/BitArt/archive/2012/12/16/2819347.html

食用过程中需要注意的问题

• 这个工程还没有分配引脚，需要自行分配。

• 需要修改一下芯片。

• Modelsim的低版本不支持Verilog HDL和VHDL联合仿真，需要选择一个较高的版本。

• 最初仿真细分波形发生器模块的时候，出不来正弦波，输出一直是高阻态，查了半天资料，发现这是由于在ModelSim的工程中添加了sin_bb.v这个工程导致的。将该文件移出Modelsim工程，输出低电平，提示找不到step_sin.mif这个文件。将这个文件复制到sim1目录下，问题解决。

• 需要注意的是，读取step_sin.mif文件中的数据，似乎需要向ModelSim里面添加一些库，否则会报ERROR，细节已经忘记了，自行百度吧。

• vhdl文件都是老师和学长们造的轮子，原本的轮子中RST=1代表复位，已经改为了RST=0代表复位。

• 原本的Interface.vhd生成的三组正弦波相位差不是120°，经过检查以后发现原本的程序时序存在问题，已经改过来了。

最后感谢这门课的指导老师和学长们造的轮子，还是很好用的，嗯。