电机测速
无刷直流电机测速原理
无刷直流电机测速原理无刷直流电机是一种常见的电机类型，其具有高效率、高功率密度、低噪音等优点，因此被广泛应用于各种领域。
测速是无刷直流电机控制中非常重要的一部分，其原理如下：1. 电机测速原理无刷直流电机的转速可以通过检测电机内部的反电动势（back EMF）来实现。
当电机运转时，由于磁场变化引起线圈内部产生反向电势，这个反向电势随着转速的增加而增加。
因此，通过检测反向电势大小可以确定电机的转速。
2. 反向电势检测原理为了实现反向电势检测，需要在驱动无刷直流电机时采用PWM调制方式。
PWM调制方式是指通过改变占空比来控制输出信号的有效值。
在PWM调制方式下，输出信号会周期性地从高状态（+V）到低状态（-V），然后再回到高状态。
当输出信号处于高状态时，线圈中会产生磁通，并且随着时间的推移这个磁通会逐渐增加。
当输出信号从高状态变为低状态时，线圈内部产生的磁通会逐渐减少，同时也会产生反向电势。
反向电势的大小与线圈中的磁通变化率成正比。
3. 反向电势检测电路原理为了实现反向电势检测，需要在无刷直流电机驱动电路中添加一个反向电势检测电路。
该电路包括一个比较器和一个滤波器。
比较器用于将反向电势信号与参考信号进行比较。
参考信号可以是一个固定的阈值，也可以是由微控制器生成的一个可变参考信号。
滤波器用于去除噪声和干扰，以保证检测到的反向电势信号稳定可靠。
常用的滤波器包括低通滤波器和带通滤波器等。
4. 反向电势测速方法通过上述原理和方法，可以实现无刷直流电机的反向电势测速。
具体步骤如下：（1）将PWM调制方式应用到无刷直流电机驱动中；（2）通过比较器将反向电势信号与参考信号进行比较；（3）通过滤波器去除噪声和干扰；（4）根据反向电势信号的大小计算出电机转速。
总之，无刷直流电机测速原理是基于反向电势检测的，通过比较器和滤波器等电路将反向电势信号转换为可靠的转速信号。
这种方法简单、可靠，广泛应用于各种无刷直流电机控制系统中。
电机测速方案
电机测速方案1. 引言电机是现代工业中常用的设备之一，其运行状态的监测和测量是非常重要的。
而电机的测速方案，就是用来测量电机转速的一种解决方案。
2. 电机测速原理电机测速的原理可以根据测速方法的不同而有所区别。
这里介绍两种常见的电机测速原理。
2.1. 电机反电势测速原理电机反电势测速是一种基于电磁感应原理的测速方法。
当电机旋转时，其产生的磁场会引起定子绕组中的感应电动势，这个电动势与电机的转速成正比关系。
通过测量电机绕组上的感应电动势，就可以间接地得到电机的转速。
2.2. 光电编码器测速原理光电编码器是一种将机械运动转化为光电信号的装置。
在电机上安装一个光电编码器，通过检测其输出的脉冲信号的频率，就可以得到电机的转速。
3. 电机测速方案根据上述的电机测速原理，可以设计出多种电机测速方案。
下面介绍两种常见的电机测速方案。
3.1. 电机反电势测速方案电机反电势测速方案基于电磁感应原理，其主要步骤如下：1.将电机绕组中的一个相线与一个外部负载电阻相连。
2.通过测量该外部负载电阻上的电压，得到感应电动势的大小。
3.根据感应电动势与转速成正比的关系，计算出电机的转速。
3.2. 光电编码器测速方案光电编码器测速方案是通过光电编码器检测脉冲信号的频率来测量电机转速。
其主要步骤如下：1.在电机轴上安装一个光电编码器，并通过连接线将其与测速仪器相连。
2.测速仪器接收到光电编码器输出的脉冲信号。
3.通过测量脉冲信号的频率，计算出电机的转速。
4. 电机测速应用电机测速方案广泛应用于工业控制领域和工程实践中。
以下是几个电机测速应用的例子：4.1. 机械设备故障诊断电机转速是机械设备故障诊断的重要参数之一。
通过测量电机转速的变化，可以判断设备是否存在故障，并及时进行维修。
4.2. 控制系统反馈在一些需要精确控制的系统中，电机转速是一个重要的反馈信号。
通过测量电机转速，可以对系统进行闭环控制，保证系统的稳定性和精度。
4.3. 电机控制策略优化通过测量电机转速，并结合其他参数，可以对电机控制策略进行优化。
bldc电机霍尔测速公式
bldc电机霍尔测速公式
BLDC电机霍尔测速公式
近年来，随着科技的不断进步，无刷直流电机（BLDC）在许多领域得到了广泛应用。
而在BLDC电机的控制过程中，霍尔测速公式扮演着至关重要的角色。
BLDC电机是一种无刷直流电机，它通过定子上的霍尔传感器来感知转子的位置，从而实现电机的控制。
霍尔传感器是一种基于霍尔效应的传感器，它能够感知磁场的变化。
在BLDC电机中，通常会有三个霍尔传感器，分别对应于电机的三个相位。
根据霍尔测速公式，我们可以通过检测霍尔传感器输出的信号来确定电机的转速。
具体来说，当转子旋转时，磁场的变化会引起霍尔传感器输出信号的变化。
通过测量这些信号的时间间隔，我们可以计算出电机的转速。
需要注意的是，霍尔测速公式只能提供电机的转速信息，并不能提供电机的位置信息。
因此，在实际应用中，通常会结合其他传感器或算法来实现电机的闭环控制。
使用霍尔测速公式进行BLDC电机的控制具有许多优点。
首先，霍尔传感器具有高精度和快速响应的特点，能够准确地感知电机的转速变化。
其次，霍尔测速公式的计算过程简单，可靠性高，适用于实时控制。
此外，由于霍尔传感器的体积小，成本低，因此在实际
应用中广泛采用。
BLDC电机霍尔测速公式是实现电机控制的重要工具。
通过测量霍尔传感器输出信号的变化，我们可以准确地获取电机的转速信息，从而实现对电机的精确控制。
在今后的发展中，随着科技的不断进步，相信BLDC电机的控制技术会得到进一步的提升，为各行各业带来更多创新和便利。
无刷直流电机测速原理
无刷直流电机测速原理
无刷直流电机是由两个磁芯组成的定子和转子，每个磁芯有两个相互垂直的线圈。
定子的磁芯可以提供电流进入转子，从而来提供转子的动力。
无刷直流电机的测速原理是：当定子通过电流提供磁感应，而转子变成一个被动的器件，随着定子的磁感应的变化，转子也会改变自身的方向，而定子的磁感应又取决于转子的转速，从而可以通过定子的磁感应来测量转子的转速。
无刷直流电机的测速有多种方法，常用的有套线法和磁尺法。
套线法是通过在定子输出端安装两根探头，记录定子的电流波形，然后根据定子的分析，得出转子转速的大小。
磁尺法是通过安装一根磁尺于定子的极化轴上，计算绕组之间的间隙距离和磁力矢量来计算转子的转速。
两种方法都可以成功完成无刷直流电机的测速工作，因此可以根据相关应用的需求选择合适的方法进行测速。
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电机速度评测实验报告
电机速度评测实验报告引言在机械传动系统中，电机的速度是一个重要的参数，它直接影响到整个系统的运行效果及稳定性。
为了评估电机的速度性能，我们进行了速度评测实验。
本实验旨在通过测量电机转速与输入电压之间的关系，分析电机的速度特性。
实验装置和方法实验装置本实验所需的装置如下：1. 直流电机2. 变压器3. 电动机测速仪4. 遥控器5. 示波器6. 计算机实验方法1. 将电机用螺栓固定在实验台上，使其轴线与台面平行。
2. 使用变压器将交流电压转换为直流电压，并通过遥控器调节电压大小。
3. 将电动机测速仪连接到电机上，以获得电机的转速。
4. 将示波器连接到电机的转子上，以测量电机的转速波形。
5. 将计算机连接到电机测速仪和示波器，以记录和分析数据。
实验流程1. 将实验装置连接好，并将电动机测速仪和示波器打开。
2. 将电机轴上的示波器传感器放置到电机转子上，确保传感器与转子的接触良好。
3. 打开计算机软件，开始记录数据。
4. 使用遥控器逐步调节电压大小，从0V增加到最大值，分别记录每个电压下的电机转速。
5. 将记录的数据导出到计算机，进行数据分析。
实验结果我们将记录的数据进行了分析，并绘制了电机转速与输入电压之间的曲线图。
以下是我们的实验结果：从曲线图可以看出，电机的转速随着输入电压的增加而线性增加。
这符合我们对电机速度特性的预期。
同时，我们还计算了电机的转速斜率，即每增加1V电压对应的转速变化。
通过斜率的分析，我们可以了解电机的发力能力以及转速增长的快慢。
结论本实验我们通过测量电机转速与输入电压之间的关系，评估了电机的速度性能。
实验结果表明，电机的转速与输入电压呈线性关系，整体速度特性良好。
通过斜率分析，我们可以进一步了解电机的发力能力和转速增长的快慢。
该实验为电机的速度评测提供了一种有效的方法和实验数据支持。
在实际应用中，可以根据实验结果来调节电机的输入电压，以满足不同转速要求的应用场景。
实验13--直流电机测速实验
4562、由DAC0832经功放电路驱动直流电机，计数光电开关通关次数并经过换算得出直流电机的转速，并将转速显示在LED上。
3、G5区的0、1号按键控制直流电机转速快慢， (最大转速≈96r/s，5V，误差±1r/s)六、演示程序(完整程序见目录SPEED);键盘、LED显示子程序请参阅综合实验一.MODEL TINYEXTRN CMD_8279:WORD, DATA_8279:WORDEXTRN Display8:NEAR, SCAN_KEY:NEAR,GetKeyA:NEARPCIBAR1 EQU 14H ;PCI9052 I/O基地址（用于访问局部配置寄存器）PCIBAR3 EQU 1CH ;8位I/O空间基地址(它就是实验仪的基地址,;也为DMA & 32 BIT RAM板卡上的8237提供基地址) PCIIPR EQU 3CH ;IRQ号INTCSR EQU 4CH ;PCI9052 INTCSR地址mask_int_9052 EQU 24HVendor_ID EQU 10EBH ;厂商ID号Device_ID EQU 8376 ;设备ID号VoltageOffset EQU 5 ;0832调整幅度.STACK 200.DATAIO8259_0 DW 00F0HIO8259_1 DW 00F1HRD_IO8259 DW 0000HCon_8253 DW 00E3HT0_8253 DW 00E0HT1_8253 DW 00E1HDA0832 DW 00D0HIO_Bit8_BaseAddress DW ?PCI_IO_BaseAddress0 DW ?PCI_IRQ_NUMBER DB ?INT_MASK DB ?INT_Vector DB ?INT_CS DW ? ;保护原中断入口地址INT_IP DW ?msg0 DB 'BIOS不支持访问PCI $'msg1 DB '找不到Star PCI9052板卡 $'msg2 DB '读PCI9052 I/O基地址时出错$'msg3 DB '读8位I/O空间基地址时出错$'msg4 DB '读IRQ号出错$'buffer DB 8 DUP(0) ;显示缓冲区，8个字节buffer1 DB 8 DUP(0) ;显示缓冲区，8个字节VOLTAGE DB 0 ;转换电压数字量Count DW 0 ;一秒转动次数NowCount DW 0 ;当前计数值kpTime DW 0 ;保存上一次采样时定时器的值bNeedDisplay DB 0 ;需要刷新显示.CODESTART: MOV AX,@DATAMOV DS,AXMOV ES,AXNOPCALL InitPCICALL ModifyAddress ;根据PCI提供的基地址,将偏移地址转化为实地址CALL ModifyVector ;修改中断向量、允许中断MOV bNeedDisplay,1 ;显示初始值MOV VOLTAGE,99H ;初始化转换电压输入值，99H-3.0VMOV Count,0 ;一秒转动次数MOV NowCount,0 ;当前计数值MOV kpTime,0 ;保存上一次采样时定时器的值CALL DAC0832 ;初始D/ACALL Init8253CALL Init8259STIMAIN: CALL IfExitCALL GetKeyA ;按键扫描JNB Main1JNZ Key1Key0: MOV AL,VoltageOffset ;0号键按下，转速提高ADD AL,VOLTAGECMP AL,VOLTAGEJNB Key0_1MOV AL,0FFH ;最大Key0_1: MOV VOLTAGE,AL ;D/ACALL DAC0832JMP Main2Key1: MOV AL,VOLTAGE ;1号键按下，转速降低SUB AL,VoltageOffsetJNB Key1_1XOR AL,AL ;最小Key1_1: MOV VOLTAGE,ALCALL DAC0832 ;D/AJMP Main2Main1: CMP bNeedDisplay,0JZ MAINMOV bNeedDisplay,0 ;1s定时到刷新转速Main2: CALL RateTest ;计算转速/显示JMP MAIN ;循环进行实验内容介绍与测速功能测试;转速测量/显示RateTest: MOV AX,CountMOV BL,10DIV BLCMP AL,0JNZ RateTest1MOV AL,10H ;高位为0，不需要显示RateTest1: MOV buffer,AHMOV buffer+1,ALMOV AL,VOLTAGE ;给0832送的数据AND AL,0FHMOV buffer+4,ALMOV AL,VOLTAGEAND AL,0F0HROR AL,4MOV buffer+5,ALMOV buffer+2,10H ;不显示MOV buffer+3,10HMOV buffer+6,10HMOV buffer+7,10HLEA SI,bufferLEA DI,buffer1MOV CX,8REP MOVSBLEA SI,bufferCALL Display8 ;显示转换结果RETTimer0Int: MOV bNeedDisplay,1MOV AX,NowCountSHR AX,1SHR AX,1MOV Count,AX ;转一圈,产生四个脉冲,Count = NowCount/4MOV NowCount,0RETIntProc: PUSH AXPUSH DXCALL ClearIntMOV DX,RD_IO8259IN AL,DXIN AL,DX ;判断由哪个中断源引起的中断CMP AL,08HJNZ IntProc1CALL Timer0IntJMP IntProc2IntProc1: CMP AL,0FHJNZ IntProc2CALL CountIntIntProc2: MOV DX,IO8259_0MOV AL,20HOUT DX,ALPOP DXPOP AXIRETCountInt: MOV DX,Con_8253MOV AL,40HOUT DX,AL ;锁存MOV DX,T1_8253IN AL,DXMOV AH,ALIN AL,DXXCHG AL,AH ;T1的当前值XCHG AX,kpTimeSUB AX,kpTimeCMP AX,100JB CountInt1 ;前后二次采样时间差小于100，判断是干扰INC NowCountCountInt1: RETInit8253 PROC NEARMOV DX,Con_8253MOV AL,34HOUT DX,AL ;计数器T0设置在模式2状态,HEX计数MOV DX,T0_8253MOV AL,12HOUT DX,ALMOV AL,7AHOUT DX,AL ;CLK0=31250Hz,1s定时MOV DX,Con_8253MOV AL,74HOUT DX,AL ;计数器T1设置在模式2状态,HEX计数MOV DX,T1_8253MOV AL,0FFHOUT DX,ALMOV AL,0FFHOUT DX,AL ;作定时器使用RETInit8253 ENDPInit8259 PROC NEARMOV DX,IO8259_0MOV AL,13HOUT DX,ALMOV DX,IO8259_1MOV AL,08HOUT DX,ALMOV AL,09HOUT DX,ALMOV AL,7EHOUT DX,ALRETInit8259 ENDP;数模转换，A-转换数字量DAC0832 PROC NEARMOV DX,DA0832MOV AL,VOLTAGEOUT DX,ALRETDAC0832 ENDP;IfExit、InitPCI、ModifyAddress、ModifyVector、ClearInt、Exit子程序请参阅8259实验END START七．实验扩展及思考题实验内容：在日光灯或白炽灯下，将转速调节到25、50、75，观察转盘有什么现象出来。
直流电机测速实训报告
一、实训目的通过本次实训，使学生了解直流电机测速的基本原理，掌握直流电机测速仪的设计与制作方法，提高学生的动手能力和创新意识。
同时，培养学生的团队合作精神和严谨的科学态度。
二、实训内容1. 直流电机测速原理直流电机测速是通过测量电机转动时产生的电压信号，从而确定电机的转速。
常用的测速方法有电磁测速、光电测速和霍尔元件测速等。
本次实训采用霍尔元件测速方法。
2. 直流电机测速仪的设计与制作（1）电路设计直流电机测速仪的电路主要由以下几个部分组成：电源模块、霍尔元件模块、放大电路模块、滤波电路模块、A/D转换模块、单片机控制模块和显示模块。
（2）硬件制作根据电路设计，制作电路板，焊接各个元件，连接好电路。
（3）软件编程编写单片机控制程序，实现以下功能：1）采集霍尔元件输出的电压信号；2）将电压信号转换为转速值；3）将转速值显示在LCD屏幕上；4）通过红外遥控器控制测速仪的开关和转速设定。
3. 实验步骤（1）组装测速仪按照电路图组装好测速仪，确保各个元件焊接牢固，电路连接正确。
（2）调试测速仪将组装好的测速仪接入电源，调试各个模块，确保电路正常工作。
（3）测试测速仪将测速仪与待测电机连接，通过红外遥控器控制测速仪的开关和转速设定，观察LCD屏幕上显示的转速值是否准确。
三、实训结果与分析1. 实验结果本次实训成功制作了一台直流电机测速仪，通过测试，测速仪能够准确测量电机的转速，满足实验要求。
2. 结果分析（1）电路设计合理，元件选择合适，电路连接正确，确保了测速仪的正常工作。
（2）软件编程实现功能完善，能够满足实验要求。
（3）测速仪具有较好的稳定性和抗干扰能力。
四、实训总结1. 通过本次实训，使学生掌握了直流电机测速的基本原理和测速仪的设计与制作方法。
2. 提高了学生的动手能力和创新意识，培养了团队合作精神和严谨的科学态度。
3. 深化了对电子电路、单片机编程和传感器应用等课程知识的理解。
五、实训体会1. 在实训过程中，认真对待每一个环节，确保电路连接正确，编程无误。
电机的几种测速方法
电机的几种测速方法合肥工业大学自动化研究所(230009) 肖本贤 陈荣保安徽省电力工业局中心调度所(230061) 李 斌 葛 晖 【摘要】分析讨论了几种常用的电机测速方法的特点和应用,它对不同使用场合,选择合适的测速方法构成转速闭环具有实际意义。
关键词 测速方法 反馈测量 传感器一、引言数控系统中,检测是不可缺少的一个重要环节。
在N C 机床中,最关键的检测环节就是电机进给速度与位置的测试。
为了提高N C 机床中电机的调速与伺服性能,如调速精度、稳定性和快速性,均需采用转速闭环控制,从而需要检测电机的转速,其检测方法多种多样,且与选用的传感器类型有关,但概括起来主要有脉冲数字式、电压模拟式及专用集成电路方式。
因此在选配时要根据不同的使用场合,全面衡量。
因此,我们针对带有转子位置检测器这类伺服电机,分析讨论了与之相适应的几种测速方法,并对各种方法作了研究和评价。
二、永磁直流测速发电机永磁直流测速发电机以其灵敏度高、线性误差小、受温度变化的影响较小、结构简单、耐振动冲击、极性可逆等优点目前受到了广泛应用,但由于电刷和换向器的存在带来一些弊病:如可靠性差,使用环境受到限制,电刷与换向器的摩擦,增加了被测电机的粘滞转矩;电刷的接触压降造成了输出低速时的不灵敏区,如图1所示;电刷与换向器的间断接触或不良接触引起射频噪声,产生无线电干扰的高频纹波;以及电刷压降引起输出电压的不稳定等。
以上缺点都是有刷直流测速发电机固有的,有些缺点可通过特殊设计、补偿及滤波方法来解决,它是以电压的形式直接给出被测电机的转速。
图1 直流测速发电机的实际输出特性三、无刷直流测速无刷直流测速发电机从根本上取消了电刷与换向器这种接触装置,改善了测速发电机的性能,提高了运行的可靠性,是直流测速机的一个发展方向。
产品的无刷化已成为一种明显的发展趋势。
特别是电子技术的发展,使其测速电路的集成化程度有了迅速提高,赋予新型机电一体化方波无刷直流测速发电机更强的生命力。
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（5）分频模块
由于外部时钟提 供的是50 MHz的 时钟信号，此信 号送入 FPGA模 块，通过程序将 其进行分频，设 计需要的是1s的 闸门脉冲，来统 计被测信号的个 数，从而计算出 被测信号的频率。
图5分频程序流程图
（6）计数模块
四位十进制计数模块是通 过复位信号和闸门信号来 控制模块对外部被测信号 的十进制计数。当复位信 号为高电平时，b1、b2、 b3、b4四位计数信号都为 0。当复位信号为低电平， 并且闸门信号为高电平时， 计数模块开始统计外部信 号 clk1的个数，b4为最高 位，b1为最低位。 计数模块流程图如图 6所 示。
（3）传感器电路
光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴 上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的 传感器。简单来说，光电编码器可以发出一 个角度位置的信号。本次设计所采用的就是 欧姆龙光电编码器 E6B2CWZ6C360P／R
（4）数码管显示电路
本设计电路采用的 是共阳极数码管。 当在位选端 SE1～SE4输入低 电平时，三极管导 通，从而 D1～D4 接入高电平。由 a 到 DP端输入数码 管显示码，就可以 得到我们所需要的 数字，由位选端让 数码管选择导通。
图6计数器程序流程图
动态显示模块仿真图
（7）数据处理模块
本次实验是为了完成电机转速的测量， 而测量的原理是利用传感器将转速信号 变为电脉冲信号，通过测量脉冲信号的 频率值，带入公式从而计算出转速值。 数据处理模块就是利用 VHDL语言编写 程序进行数据的运算，将会运用到加减 乘除这4种运算。
通过推理可以得出电脉冲的个数 N与电机的转速 n的关 系式如式(1)所示。
基准时基电路采用50 MHz的有源晶振，3．3V电源先通过 FB5， 再通过C10和 C11滤去高频干扰信号后接入有源晶振的 VCC端 口，最后从 OUT端口输出50 MHz的时钟信号。晶振电路如图2 所示。
图2有源晶振电路图
（2）复位按பைடு நூலகம்电路
图3复位按键电路图
按键作为嵌入式智能控制系统中人机交互的常用接口，我们通 常会通过按键向系统输入各种信息，调整各种参数或者发出控 制指令，按键的处理是一个很重要的功能模块，它关系到整个 系统的交互性能，同时也影响系统的稳定性。在本次设计中， 通过按键实现了 FPGA模块的手动复位。复位按键如图3所示。
N——电脉冲个数 n——电机转速(单位为：转每分钟) Z——光电编码器倍增数(此设计中 为360) t——测量时间(单位为：秒) 通过式(1)可以推出电机转速值 n的 计算公式如式(2)所示。 而电脉冲个数N与测量时间t的比值等于 测量频率f，所以式（2）可以转换为式 （3）所示。
数据相加模块是为了将频率计所得 到的四位数值乘以相应的倍数，再 将其相加后得到一个整体的二进制 数，以便于进行下面的运算。又因 为电脉冲的个数单位为个每秒，而 电机转速的单位为转每分钟，所以 存在60 s的转换值。利用程序将之 前得到的数据乘以60。使用的传感 器是欧姆龙编码器 E6B2CWZ6C360P／R，所以倍增数是 360，所以在运算模块中我们要除去 360。在运算得出转速值后，还需要 一个将这个二进制数值分解的模块， 因为数码管显示模块是将个十百千 位单独显示的，所以要先将每一位 分解出来，再送入数码管显示。
基于 FPGA的电机测速系统设计，以Quartus II为设计平台，采用硬件描述语言 VHDL和模 块化设计的方式，并通过数码管驱动电路动 态显示测量的结果。本设计具有外围电路少， 集成度高，可靠性强等特点，可以用来测量 电机的转速值。
3.系统框架及模块分析
图1电机测速系统的总体框图
（1）基准时基电路
基于FPGA的电机测速系统 电路设计
自动化1403 郑丰 31402450
1.设计简介
本设计的主要目的是基于 FPGA来实现小数值的方波频 率测量和电机转速测量。该设计以有源晶振来产生时基 信号，利用欧姆龙光电编码器 E6B2-CWZ6C360P／R 将转速信号转变为频率信号，采用数码管动态显示来显 示测量所得的数值。FPGA模块的编写是基于 Altera公 司的 Quartus II软件进行编写的，采用的芯片型号为 EP2C5T144C8N。FPGA模块是利用 VHDL语言进行编 写，利用 Quartus II软件自带的仿真软件进行仿真，通 过观察仿真波形来验证模块是否正确。