频率计等精度测量法

等精度频率计

作者：孙林军 杨招弟 任战涛 指导老师：冯杰

（黄冈师等。测频模块的片外输入采

作者：孙林军 杨招弟 任战涛 指导老师：冯杰

（黄冈师范学院 物理科学于技术学院 孙林军 杨招弟 任战涛 黄冈 438000）

摘要：本设计以单片机和FPGA构成的最小系统为核心,以89C52单片机作为控

制中心，汇编语言编程。FPGA 主芯片是Altera 公司的Cyclone 系列的EP1C6Q240C8，VHDL语言编程， 内设双向口，等精度测频模块，键盘编码扫描

模块等。测频模块的片外输入采

作者：孙林军 杨招弟 任战涛 指导老师：冯杰

（黄冈师范学院 物理科学于技术学院 孙林军 杨招弟 任战涛 黄冈 438000）

摘要：本设计以单片机和FPGA构成的最小系统为核心,以89C52单片机作为控

制中心，汇编语言编程。FPGA 主芯片是Altera 公司的Cyclone 系列的EP1C6Q240C8，VHDL语言编程， 内设双向口，等精度测频模块，键盘编码扫描

模块等。测频模块的片外输入采

作者：孙林军 杨招弟 任战涛 指导老师：冯杰

（黄冈师范学院 物理科学于技术学院 孙林军 杨招弟 任战涛 黄冈 438000）

摘要：本设计以单片机

摘 要

随着电子信息产业的不断发展，信号频率的测量在科技研究和实际应用中的作用日益重要。传统的频率计通常是用很多的逻辑电路和时序电路来实现的，这种电路一般运行缓慢，而且测量频率的范围比较小。考虑到上述问题，本论文设计一个基于单片机技术的数字频率计。首先，我们把待测信号经过放大整形；然后把信号送入单片机的定时计数器里进行计数，获得频率值；最后把测得的频率数值送入显示电路里进行显示。本文从频率计的原理出发，介绍了基于单片机的数字频率计的设计方案，选择了实现系统得各种电路元器件，并对硬件电路进行了仿真。

关键字：单片机，频率计，测量

I

目录

第1章 第2章

引言 ................................................................................................................. 1 方案论证 ......................................................................................................... 2

2.1 数字频率计设计的几种方案

内蒙古科技大学

本科生毕业设计说明书（毕业论文）

题 目：等精度数字频率计的设计

内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）

等精度数字频率计的设计

摘 要

本设计课题为基于FPGA和单片机的等精度数字频率计的设计。在本设计中，采用先进的自上而下的设计方法，以AT89C52单片机作为系统的主控部件，实现整个电路的信号控制、数据运算处理等功能；一片现场可编程逻辑器件FPGA（Filed Programmable Gate Array）芯片FLEX EPF10K20RC208-4完成各种时序逻辑控制、计数功能。在数字硬件电路EDA设计平台MAX+plusⅡ上，使用硬件描述语言VHDL编程完成了FPGA内部的数字硬件电路设计、编译、调试、仿真和下载。

本文详细论述了等精度数字频率计的测频原理、硬件电路的组成、设计和单片机软件编程设计。其中硬件电路包括键盘控制模块、显示模块和测量模块，键盘模块通过对六只按键的选择实现了除测频功能外的周期、脉宽、占空比测量等功能的选择;显示模块采用动态显示方式，节省了FPGA内部大量资源;AT89C52单片机的软件编程采用灵活易读的C语言。本设计将AT89C52单片机的控制灵活性和FPGA芯片的现场可编程性

等精度数字频率计的设计

（Design of equal precision digital frequency meter）

作者： 李欢 （电子工程学院 光信息科学与技术 1103班） 指导教师：惠战强

摘要：伴随着集成电路(IC)技术的发展，电子设计自动化(EDA)逐渐成为重要的设计手段，已经广泛应用于模拟与数字电路系统等许多领域。电子设计自动化是一种实现电系统或电子产品自动化设计的技术，它与电子技术、微电子技术的发展密切相关，它吸收了计算机科学领域的大多数最新研究成果，以高性能的计算机作为工作平台，促进了工程发展。

数字频率计是一种基本的测量仪器。它被广泛应用于航天、电子、测控等领域。采用等精度频率测量方法具有测量精度保持恒定，不随所测信号的变化而变化的特点。本文首先综述了EDA技术的发展概况，FPGA/CPLD开发的涵义、优缺点，VHDL语言的历史及其优点，然后介绍了频率测量的一般原理。 关键字：电子设计自动化；VHDL语言；频率测量；数字频率计

Abstract

The Electronic Design Automation (EDA) technology has become an important design m

2014-2015学年第1学期

课程设计

题目：基于FPGA的等精度数字频率计设计 姓名：***

学号：201295014220 班级：电气六班

摘 要

伴随着集成电路(IC)技术的发展，电子设计自动化(EDA)逐渐成为重要的设计手段，已经广泛应用于模拟与数字电路系统等许多领域。电子设计自动化是一种实现电系统或电子产品自动化设计的技术，它与电子技术、微电子技术的发展密切相关，它吸收了计算机科学领域的大多数最新研究成果，以高性能的计算机作为工作平台，促进了工程发展。

数字频率计是一种基本的测量仪器。它被广泛应用与航天、电子、测控等领域。采用等精度频率测量方法具有测量精度保持恒定，不随所测信号的变化而变化的特点。本文首先综述了EDA技术的发展概况，FPGA/CPLD开发的涵义、优缺点，VHDL语言的历史及其优点，概述了EDA软件平台QUARTUSⅡ；然后介绍了频率测量的一般原理，利用等精度测量原理，通过FPGA运用VHDL编程，利用FPGA(现场可编程门阵列)芯片设计了一个8位数字式等精度频率计，该频率计的测量范围为0-100MHZ,利

数字频率计

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数字频率计

数字频率计

数字频率计

数字频率计

数字频率计

数字频率计

数字频率计

数字频率计

数字频率计

数字频率计

数字频率计

数字频率计

数字频率计

数字频率计

数字频率计

数字频率计

数字频率计

数字频率计

一任务书

1 题目：浮点频率计 2技术指标：

（1） 设计一个浮点式频率计

（2） 要求测量频率最高可达1MHz

（3） 测量结果以三维LED数码管显示，其中两位用以显示有效数字，一位显

示10的幂次数

（4） 要求有启，停控制用于启动和停止频率的连续测量和显示

（5） 在连续工作状态下，要求每次测量1s显示3s左右，并且连续进行直至按

动停止按钮

二设计过程

1课题分析

数字频率计通常有石英晶体振荡器，分频器，计数器一级测量与显示控制器等组成。原理如图所示，其中晶振，分频器和控制器主要作用是产生时间基准信号，用来控制被测信号的输入计数，基准测量信号选通时间的长短以及计数器的位数决定了频率计的分辨率，频率计的精度主要取决于基准测量信号本身的精度。对于浮点频率计，在其基准测量信号选通期间，计数器所计的数不管多大，只要保留系统所规定的有效数字位数，例如本系统只需要保留最高两位的有效数字，后边各位的数字一概不予保留，而只反映出后边还有多少位就可以了。

2方案论证

根据以上分析，本系统方案如图所示。

其基本原理如下所述

（1） 石英晶体振荡器，分频器，控制器。该部分电路主要用来产生基准测量信

号，脉冲宽度根据系统测量频率的范围及精度要求来确定。在本设计中，

实验二 Xilinx_ISE 软件使用与数字系统设计相关实验

一、 实验目的

１. 学习并理解 利用Xilinx IP核生成应用系统的原理。 ２. 学习并理解 Xilinx DDS核和除法器核。 ３. 学习并理解 波形发生器原理。 ４. 学习并理解频率计的原理。

二、 实验条件

PC机

Xilinx ISE13.1 软件 USB下载线

Digilent Adept软件（2.0或更新版） Xilinx大学计划开发板Basys2

三、 预习要求

阅读实验原理及参考资料，了解利用Xilinx IP核生成应用系统的原理，学习Xilinx DDS核和除法器核实现的基本原理，了解Xilinx DDS核和除法器核的基本用法，学习并理解利用可编程器件实现波形发生器与频率计的原理，

四、 实验原理

1. Xilinx IP core基本操作

IP Core就是预先设计好、经过严格测试和优化过的电路功能模块，如乘法器、FIR滤波器、PCI接口等，并且一般采用参数可配置的结构，方便用户根据实际情况来调用这些模块。随着FPGA规模的增加，使用IP core完成设计成为发展趋势。

IP Core生成器（Core Generator）是Xilinx FPGA

毕业设计论文 数字频率计设计

【摘要】:

在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此频率的测量就显得更为重要。测量频率的方法有多种，其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。电子计数器测频有两种方式：一是直接测频法，即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数；二是间接测频法。如周期测频法。直接测频法适用于高频信号的频率测量，间接测频法适用于低频信号的频率测量。本文阐述了基于VHDL语言设计了一个简单的数字频率计的过程。

【关键字】: 数字频率计、信号、周期

I

Abstract 毕业设计论文

【Abstract】：

Be one of the most fundamental parameter in electron techn

毕业设计论文 数字频率计设计

【摘要】:

在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此频率的测量就显得更为重要。测量频率的方法有多种，其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。电子计数器测频有两种方式：一是直接测频法，即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数；二是间接测频法。如周期测频法。直接测频法适用于高频信号的频率测量，间接测频法适用于低频信号的频率测量。本文阐述了基于VHDL语言设计了一个简单的数字频率计的过程。

【关键字】: 数字频率计、信号、周期

I

Abstract 毕业设计论文

【Abstract】：

Be one of the most fundamental parameter in electron techn