基于FPGA的等精度频率计

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

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

数字频率计

特别说明

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抱米花

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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

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

大 学 毕 业 论 文 （设 计）

基于FPGA的多功能频率计的设计

学 生： 学 号： 指导老师：

专 业： 通信工程 完成年月： 2013年06月

（此页封面用统一模板，到时会通知学生）

大 学 毕 业 论 文 （设 计）

目录

摘要 .................................................................... 3 Abstract ................................................................ 4 第一章 绪论 ............................................................. 5

1.1 研究背景及意义 .................................................. 5 1.2 论文的研究内容及结构安排 ........................................ 5 第二章 频率测

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

基于FPGA的数字频率计的设计

学生专业：

学生姓名： 指导教师：

摘要

数字频率计是近代电子技术领域的重要测量工具之一，同时也是其它许多领域广泛应用的测量仪器。它在规定的基准时间内把测量的脉冲数记录下来，换算成频率并以数字形式显示出来。在许多测量方案以及测量结果中都会涉及到频率测量的相关问题，频率精确测量的重要性显而易见。

本设计在了解频率计的基本原理的基础上，基于直接测频法的测试手段，即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数；设计频率计的测量范围为1Hz-99.99MHz。将设计分为六个模块，即顶层模块，分频模块，计数模块，单位选择模块，数码管位选模块，转换模块。

采用硬件描述语言Verilog HDL编写了各个模块的代码，并且利用Quartus II软件平台进行了功能的仿真，从而完成输入被测频率，通过选择不同档位，精确输出测量值，达到了预期目标。

关键词 数字频率计；直接测频法；Verilog HDL；Quartus II

I

Abstract

Digital frequency meter modern electronic technology is one of t

基于FPGA的数字频率计的设计

学生专业：

学生姓名： 指导教师：

摘要

数字频率计是近代电子技术领域的重要测量工具之一，同时也是其它许多领域广泛应用的测量仪器。它在规定的基准时间内把测量的脉冲数记录下来，换算成频率并以数字形式显示出来。在许多测量方案以及测量结果中都会涉及到频率测量的相关问题，频率精确测量的重要性显而易见。

本设计在了解频率计的基本原理的基础上，基于直接测频法的测试手段，即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数；设计频率计的测量范围为1Hz-99.99MHz。将设计分为六个模块，即顶层模块，分频模块，计数模块，单位选择模块，数码管位选模块，转换模块。

采用硬件描述语言Verilog HDL编写了各个模块的代码，并且利用Quartus II软件平台进行了功能的仿真，从而完成输入被测频率，通过选择不同档位，精确输出测量值，达到了预期目标。

关键词 数字频率计；直接测频法；Verilog HDL；Quartus II

I

Abstract

Digital frequency meter modern electronic technology is one of t

重庆师范大学

期末考核提交材料

课程名称：院 系：时 间：专 业：电子信息科学与技术（职教师资）年 级：培养层次：学生姓名：学 号：成 绩：

EDA原理及应用 物理与电子工程学院 2012—2013学年度第2学期 2011级 本 科

基于QuartusⅡ设计的频率计

摘要：计数器在数字电路中有着广泛的应用，现提出一种计数器设计穿插在电

子电路设计的教学方法，使学生能够快速地根据现有的数字电路知识转化到EDA的应用。

关键词 频率计；电子设计自动化；Verilog

0 引言：随着EDA技术的发展和应用领域的扩大，EDA技术在电子信息、通信、

自动控制及计算机应用等领域的重要性日益突出。同时，随着技术市场对EDA技术需求的不断提高，产品的市场效率和技术要求也必然会反映到数学和科研领域中来。以最近的十届全国大学生电子设计竞赛为例，涉及EDA技术的赛题从未缺席过。对诸如斯坦福大学、麻省理工学院等美国一些著名院校的电子与计算机实验室建设情况的调研表明，其EDA技术的教学与实践的内容也十分