如何使用VHDL计算家庭培训师的RPM

问题描述

我有一个问题。我需要使用霍尔传感器和车轮上的磁铁来计算/测量家庭培训师的RPM，硬件需要用VHDL描述，我目前的方法是：

1. 如果霍尔传感器检测到脉冲，请重置计数器

2. 每个时钟周期递增计数器

3. 在下一个脉冲上，存储上一个值，重置并重复。

代码：

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.numeric_std.all;
use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
 
entity teller is
    port(
        hallsens        : in std_logic;
        counter     : out std_logic_vector(15 downto 0);
        areset      : in std_logic;
        clk         : in std_logic
        );
end entity teller;
 
architecture rtl of teller is
signal counttemp    : std_logic_vector(15 downto 0);
signal timerval2    : std_logic_vector(15 downto 0);
signal lastcount    : std_logic_vector(15 downto 0);
begin   
    process(clk,areset)
    begin
        if areset = '1' then
        
            counter <= "0000000000000000";
            counttemp <= "0000000000000000";
            timerval2 <= "0000001111101000";            
        elsif hallsens = '1' then
        counter <= lastcount + "1";
        timerval2 <= "0000001111101000";
        counttemp <= "0000000000000000";
        
        elsif rising_edge(clk) then
            
            
            timerval2 <= timerval2 - "1";
 
            if timerval2 = "0000000000000000" then
                
                lastcount <= counttemp;
                counttemp <= counttemp + "1";
                timerval2 <= "0000001111101000";
                
                
            end if;
        end if;
    end process;
    
end rtl;

但是要从中计算RPM，我必须将计数器除以时钟速度，再乘以60。这占用了FPGA（Altera Cyclone 2）上的很多硬件。

有没有更有效的方法？

TIA

解决方法

我现在没有电脑，但是我将尝试指出我看到的不同内容：

• 不要混合数字库（最好只使用numeric_std）@tricky建议。

• 如果处理数字值，并且包括该函数的库，则可以对信号使用数字类型（整数，无符号，有符号..），这使事情变得清晰并有助于区分数字信号，而无数值含义信号。

• Hallsens被读取为伪重置，但不在过程的敏感度列表中，这可能会导致Sims与硬件之间的不匹配。无论如何，这不是一个好方法，请坚持使用简单的重置和时钟对。

• 我将检测该过程的计时区域内的霍尔森斯，并在此增加事件计数器。它应该更简单。 我假设您的Hallsens断言时间足够宽，可以被时钟捕获。

• 一旦计时器信号达到零（我假设这根据您的clk频率为您提供了一个已知时间），您可以再次重新加载计时器（如您所愿），输出计数值并重置计数器，重新开始。

• 对于1 / Freq和* 60的数学运算，可以根据频率值使用一些数字技巧，但您可以：

• 乘以频率的倒数而不是除。
• 将其近似为2的幂和。（60 = 64-4）
• 使Freq为60的倍数以简化计算。

Ps：为减少错误的发生，您可以将向量（因为它们是4的倍数）初始化为十六进制格式，例如：signal