eda课设数字频率计

西华大学课程设计说明书 成绩

课 程 设 计 说 明 书

课程设计名称： EDA技术课程设计

题 目： 数字频率计电路设计 学 生 姓 名： 专 业： 学 号： 指 导 教 师：

日期：2013年6月 28日

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西华大学课程设计说明书 摘要

数字频率计利用复杂可编程逻辑器件FPGA,VHDL编程将所有功能模块集成在一块芯片上。功能模块包括时基脉冲发生器、计数器、数据锁存器和显示电路4部分。设计时先分别设计各功能模块，并调试得到正确仿真结果，然后将各个功能模块组合起来。最后作整体仿真、下载，得到实物。由于采用纯数字硬件设计制作，稳定性、可靠性远远高于使用单片机或模拟方式实现的系统，外围电路简单。该数字频率计达到预期要求，实现了可变量程测量，测量范围1HZ~

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

1.设计目的

实验题目：数字频率计的设计

通过数字频率计的设计，使同学们进一步掌握： (1) 8086/8088汇编语言程序的设计和调试； (2) 信号频率的数字测量方法；

(3) 定时计数器8253的基本工作原理和应用； (4) 微机基本应用系统的设计方法；

2.设计内容

利用微机原理实验装置，设计并实现一个信号频率测试系统，要求频率测量范围不小于5HZ~50HZ，测量误差不大于1HZ，并将测得的频率显示在LED数码显示器上。

3.设计要求

(1) 针对实验装置已有条件，设计频率测量原理线路； (2) 编制相应的测试软件，实现频率测量； (3) 实际上机调试，完成综合实验；

(4) 编写设计说明书（含原理图，程序及说明，实验方法，过程及结果）。

4.方案设计及其说明

4.1硬件电路设计

在硬件电路部分我们主要采用的芯片有8088，8253，8259，74LS138等。基本工作原理如下：

首先由8253芯片的定时/计数器CT1的OUT1端产生10ms的方波再将OUT1与定时/计数器CT0的CLK0端级联使OUT0端产生1s（测高频）或10s（测低频）方波计时，定时/计数器CT2的CLK2端接收待测信号进行计数，OUTO端口将

燕 山 大 学 EDA课程设计报告书

题目：数字频率计姓名： 班级： 学号： 成绩：

一、设计题目及要求

1．输入为矩形脉冲，频率范围0~99MHz；

2．用五位数码管显示；只显示最后的结果，不要将计数过程显示出来； 3．单位为Hz和KHz两档，自动切换。

二、设计过程及内容 1．总体设计思路

总电路图主要有两部分组成，即测频电路和扫描电路。

图1 总电路图

图2 总电路图仿真波形

测频电路测量一秒钟内通过计数器的脉冲个数，将其送至扫描电路中显示。 2.主要模块实现方法 （1）扫描电路

试验箱上共有8个数码管，但共用一个显示输入端，因此如要显示两位以上的数字，就必须使用扫描电路。其作用就在于不同的时间使不同的数码管显示当前输入的与其对应的数字，由于扫描的频率很高，带给人眼的感觉就是同时在显示。四个八选一数据选择器。扫描电路由一个八进制计数器、四个八选一数据选择器74151、一个七段译码器7448组成。

图3 扫描电路

图4 四个八选一数据选择器74151

图5 扫描电路仿真波形

（2）测频电路

测频电路由一个366进制计数器和计数换挡及寄存电路组成

图6 计数换挡寄存电路

在366进制计数器输入频率为366Hz的时

第二章 数字频率计的设计

第一节 数字频率计的基本原理

频率计是对信号的频率进行测量并显示测量结果。对频率的测量有多种方式，采用数字计数的方法进行测量，数字计数测量精度较高，且性能比较稳定，容易实现。

一、测量原理

频率为单位时间内信号的周期数。对脉冲信号而言，其频率为一秒钟内的脉冲个数；计数器在一秒钟内对脉冲信号进行计数，计数的结果就是该信号的频率。只要计数结果以十进制方式显示出来，就是最简单的频率计。如图2.1.1所示，被测脉冲信号为X，在T1时刻出现一个脉冲宽度为一秒的闸门脉冲信号P，用闸门脉冲P取出一秒时间内的输入脉冲信号X形成计数脉冲Y，计数器对计数脉冲信号Y进行计数；计数的结果（频率值）在T2时刻被锁存信号S控制，锁存到寄存器，并通过译码器、显示器把并率显示出来。在T3时刻计数器被清除信号R清零，准备下一次的计数，一次测量结束。

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图2.1.1 频率器的测量原理

显示数值在T2时刻更换，S脉冲信号的周期为显示时间，其大小反映显示值的变化快慢。

显示时间Tx为：

Tx=T3-T2+（0~2） （秒）

可见，改变T3-T2的值可调节显示时间，通常T3是通过T2的延时而得，通过调节延时时间来调节显示时间。

二、方案框图

频率计的框图如图2.1.2，由六部

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＿＿＿＿＿＿＿

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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

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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