3.1  光敏三极管  10

3.2  光电传感电路的设计12

4   系统的软件设计 13

4．1  系统时钟模块的建立14

4.2  电压监控和门驱动模块的建立17

4.3  Flash memory模块的建立20

4.4  顶层模块的编写21

5  系统的软硬件组装及调试24

5．1  传感电路组装焊接以及直流电机组装焊接24

5.2  烧制编程程序进入FPGA 26

5．3  系统总体调试结果27

结论 28

致谢 30

参考文献31

1  引言（或绪论）

1．1  课题研究背景以意义

1.1.1  光电传感器的背景、功能及应用

光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，而且可测参数多，其结构简单，形式灵活多样，因此,光电传感器在检测和控制中应用非常广泛。光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路。发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。若想把接受到的数据实现计算和控制功能，首先通过光电传感器捕获周围环境被测物理量，并将其转换成信号输出; 接着，传感器输出的信号经过信号处理单元加工输入到单片机或者FPGA中进行运算和控制。伴随着现代光学技术、光电技术与通信技术的发展和综合集成，光电系统在光电测试、监测及控制制导等方面发挥着非常巨大作用[1]。论文网

1.1.2  FPGA的背景、概况及发展趋势

FPGA(Field一Programmable Gate Array)是现场可编程门阵列的简称,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展而来的,采用了逻辑单元阵列LCA(Logic Cell Array)这样一个新的设计架构,内部包括可配置逻辑模块CLB(Configurable Logie Block)、输出输入模块IOB(I即Input Output Block)和内部连线三个部分;FPGA内部的逻辑模块和1/0模块可以被重新配置,以实现设计所需的逻辑,它还具有静态可重复编程和动态在系统重构的特性,使得硬件的功能可以像软件一样通过编程来修改[2,8]。FPGA可以用VHDL或VerilogHDL硬件语言来编程,灵活性高,由于能够进行编程、修改、再编程和重复等操作,因此可以充分地进行设计开发和验证。当电路有少量改动时,更能凸显出FPGA的优势,其现场编程能力可以加长产品在市场上的寿命,并且这种可编程的能力可以用来方便地进行系统升级或纠错。随着集成电路的制作工艺不断发展进步，FPGA的应用得到了长足的发展，其特性也使现在FPGA的应用领域越来越广。航天、通信、电子、民用、军用等等领域，到处可见FPGA的身影。同时，FPGA作为数字系统设计中的核心技术，随着应用领域、系统规模的不断扩大，在凸显其重要性的同时，也对其性能提出了更多的需求，比如：低成本、单芯片、可靠性、安全性、低功耗等等[3,4,5]。