基于FPGA与FSM的高精度测角系统设计与实现

整个程序的设计是采用图形和语言相结合的方法来实现的。顶层设计采用图形文件，顶层模块的结构图如图6所示。

内部的状态机模块采用VHDL语言来实现。顶层模块包含两个模块，一个滤波器模块，该模块根据三选二判决的原理来滤掉毛刺;另一个模块是状态机模块，最终输出编码器计数的结果。Input[0]和input[1]输入引脚分别连接增量型编码器A相和B相信号。q[31..0]为32位的计数器，输出当前编码器的计数值，dirout是编码器的旋转方向信号。

程序设计完成后，在仿真工具modelsim下进行波形仿真。仿真结果如图7所示。从图中看出，计数器能够实现正向与反向计数，可以有效滤除脉冲上的抖动，获得精确的计数值。

本文提出了一种基于有限状态机的高精度测量系统，在FPGA上用有限状态机实现了编码器输出脉冲的去抖，并通过32位计数器实现精确计数。最终在ARM处理器上完成角度的计算。通过大量反复试验，试验结果表明本文介绍的方法具有精度高、成本低、接口兼容性高、可靠性高、可移植性好等优点，可以有效抑制噪声干扰，获得高精度的角度数据。该方法已经成功应用在激光跟踪测量系统中，该技术的推广可以取得良好的经济效益，具有重要实用意义。 参考文献

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