等精度数字频率计设计

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

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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

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

现代电子系统课程设计__

现代电子系统——简易数字频率计设计

河南科技大学

课程设计说明书

课程名称＿＿现代电子系统课程设计＿＿

题目＿＿简易数字频率计设计＿＿＿

学院＿＿电子信息工程学院＿＿＿

班级＿＿电信科082班＿＿＿

学生姓名＿＿张凡凡＿＿＿＿＿＿＿

指导教师＿＿齐晶晶，张雷鸣＿＿＿＿＿

日期＿＿2011,12,16＿＿＿＿＿＿＿

1

现代电子系统课程设计__

现代电子系统——简易数字频率计设计

课程设计任务书

（指导教师填写）

课程设计名称现代电子系统课程设计学生姓名张凡凡专业班级电信科082 设计题目简易数字频率计设计＿一、课程设计目的

掌握高速AD的使用方法；

掌握频率计的工作原理；

掌握GW48_SOPC实验箱的使用方法；

了解基于FPGA的电子系统的设计方法。

二、设计内容、技术条件和要求

设计一个具有如下功能的简易频率计。

（1）基本要求：

a．被测信号的频率范围为1～20kHz，用4位数码管显示数据。

b．测量结果直接用十进制数值显示。

c．被测信号可以是正弦波、三角波、方波，幅值1～3V不等。

d．具有超量程警告（可以用LED灯显示，也可以用蜂鸣器报警）。

e．当测量脉冲信号时，能显示其占空比（精度误差不大于1%）。

（2）发挥部分

a．修改设计，实现自动切换量程。

b．构思方案

摘 要

本文对基于单片机的数字频率计系统进行了研究。

首先在绪论中介绍了本课题的课题背景、研究意义及完成的功能。本系统是以单片机的基本语言C语言来进行软件设计，51的编程语言常用的有二种，一种是汇编语言，一种是C 语言。汇编语言的机器代码生成效率很高但可读性却并不强，复杂一点的程序就更是难读懂，而C 语言在大多数情况下其机器代码生成效率和汇编语言相当，但可读性和可移植性却远远超过汇编语言，而且C 语言还可以嵌入汇编来解决高时效性的代码编写问题。综合以上C 语言的优点，我在编写本系统程序时选择了C 语言。正文中首先介绍了系统的总体设计思路，然后简单描述系统硬件工作原理，且附以系统硬件设计框图；接着具体描述了系统的软、硬件设计，仿真结果，误差分析；最后对本次设计做出了简单的总结、并且提出一些教学建议，文档还附上了本次系统设计的电路原理图、PCB图及元器件清单。

本文撰写的主导思想是软、硬件相结合，以硬件为基础，来进行各功能模块的编写。

关键词：单片机；编程；系统设计

1

ABSTRACT

In this paper, based on single chip digital frequency meter systems were st

简易数字频率计设计报告

设计内容：

1、测量信号：方波 、正弦波、三角波；

2、测量频率范围: 1Hz~9999Hz；

3、显示方式：4位十进制数显示；

4、时基电路由 由555构成的多谐振荡器产生（当标准时间的精度要求较高时，应通过晶体振荡器分频获得）；

5、当被测信号的频率超出测量范围时，报警。

设计报告书写格式：

1、选题介绍和设计系统实现的功能；

2、系统设计结构框图及原理；

3、采用芯片简介；

4、设计的完整电路以及仿真结果；

5、Protel绘制的电路原理图；

6、制作的PCB；

7、课程设计过程心得体会（负责了哪些内容、学到了什么、遇到的难题及解决方法等）。

电子课程设计过程：

系统设计→在Multisim2001下仿真→应用Protel 99SE绘制电路原理图→制作PCB→撰写设计报告

简易数字频率计课程设计报告

第一章 技术指标 1.1整体功能要求 1.2系统结构要求 1.3电气指标 1.4扩展指标 1.5设计条件

第二章 整体方案设计 2.1 算法设计 2.2 整体方框图及原理

第三章 单元电路设计 3.1 时基电路设计 3.2闸门电路设计 3.3控制电路设计 3.4 小数点显示电

简易数字频率计设计报告

设计内容：

1、测量信号：方波 、正弦波、三角波；

2、测量频率范围: 1Hz~9999Hz；

3、显示方式：4位十进制数显示；

4、时基电路由 由555构成的多谐振荡器产生（当标准时间的精度要求较高时，应通过晶体振荡器分频获得）；

5、当被测信号的频率超出测量范围时，报警。

设计报告书写格式：

1、选题介绍和设计系统实现的功能；

2、系统设计结构框图及原理；

3、采用芯片简介；

4、设计的完整电路以及仿真结果；

5、Protel绘制的电路原理图；

6、制作的PCB；

7、课程设计过程心得体会（负责了哪些内容、学到了什么、遇到的难题及解决方法等）。

电子课程设计过程：

系统设计→在Multisim2001下仿真→应用Protel 99SE绘制电路原理图→制作PCB→撰写设计报告

简易数字频率计课程设计报告

第一章 技术指标 1.1整体功能要求 1.2系统结构要求 1.3电气指标 1.4扩展指标 1.5设计条件

第二章 整体方案设计 2.1 算法设计 2.2 整体方框图及原理

第三章 单元电路设计 3.1 时基电路设计 3.2闸门电路设计 3.3控制电路设计 3.4 小数点显示电