| [页数]: 35 [字数]:10467 [目录]: 摘 要 I ABSTRACT II 第1章 绪 论 第2章 频率计设计原理 第3章 硬件设计 第4章 软件设计 第5章 仿真与调试 结束语 致 谢 参考文献 [正文]: 第1章 绪 论 数字频率计是数字电路中的一个典型应用，实际的硬件设计用到的器件较多，连线比较复杂，而且会产生比较大的延时，造成测量误差、可靠性差。数字频率计是直接用十进制数字来显示信号频率的一种测量装置。它不仅可以测量正弦波，方波，三角波和尖脉冲信号的频率，还可以测量它们的周期。数字频率计在测量其他物理量转速，震荡频率等方面获得广泛应用。基于传统测频原理的频率计的测量精度将随被测信号频率的下降而降低，在实验中有较大的局限性，而等精度频率计不但具有较高的测量精度，而且在整个频率区域能保持恒定的测试精度。本设计之所以叫等精度频率计，是因为它能够使两个频率计数器使能同步，同时对标准频率和被测频计数，并同时结束，这样计算出来的被测频率非常准确。在现代数字电路设计中，采用FPGA结合硬件描述语言VHDL可以设计出各种复杂的时序和逻辑电路，具有设计灵活，可编程，高性能等优点。单片机适合于低频电路，而FPGA即适合于低频电路又适合于高频电路。本设计要求测量频率范围是10Hz～1MHz，所以采用FPGA。 等精度频率计是用于测量正弦信号工作频率的，其测量结果用七段数码管直接显示。通过设计等精度频率计可以了解FPGA编程原理，复习VHDL语言，更熟练的掌握VHDL语言的编程方法。 第2章 频率计设计原理 本设计需要测量10Hz～1MHz的频率，通过在一定的闸门时间内测量被测信号的脉冲个数的来计算频率值。 2.1 系统原理框图 频率的概念是单位时间里的脉冲个数。如果用一个定时时间T控制一个闸门电路，在时间T内闸门打开，使被测信号fx通过闸门进入计数器电路对fx的脉冲进行计数，则由计数器的值Nx即可求得被测信号的频率fx： fx=Nx/T (2.1) 若取T为1s,则fx=Nx,也就是计数器的计数值即被测频率。T称为闸门时间，T除了通常取1s外，根据被测信号的频率范围也可以取0.1s,0.01s或几秒，这样求得的Nx值必须乘以10，100或处以若干倍后，才能得到所求的fx。根据以上思路，可画出频率计的电路原理框图，如图2.1所示。 ...... [摘要]: 本题目要设计的是等精度频率计，它用于测量正弦信号工作频率，其测量结果用七段数码管直接显示。等精度频率计用FPGA来实现，通过设计的完成，掌握等精度频率计原理，掌握用VHDL语言和FPGA的编程方法。本设计要求测量频率是10Hz～1MHz，并由两个发光二极管表示频率单位。之所以叫等精度频率计，是因为它能够使两个频率计数器使能同步，同时对标准频率和被测频计数，并同时结束，这样计算出来的被测频率非常准确。本设计分为软件部分和硬件部分，软件部分只有频率输入，频率计算，频率显示这几部分。而硬件部分主要需要用到FPGA芯片，Xilinx公司生产的，型号为XC2S300E-6PQ208C，它是核心控制部件。与FPGA连接的有一个信号复位电路。下载芯片，也是Xilinx公司生产的，型号XC18V02-PLCC44，可将VHDL语言程序下载到FPGA芯片中实现功能。缓冲芯片，SN74CBT16244DL(48)，它可接5v电压，输出3.3v电压，与FPGA相连。还要用3.3v和1.8v的两个电源。显示电路用8个七段数码管和两个发光二极管，数码管显示频率，发光二极管显示频率单位。 该设计具有较高的实用性和可靠性。现场可编程门阵列FPGA(Field Programmable GateArray)属于ASIC产品，通过软件编程对目标器件的结构和工作方式进行重构，能随时对设计进行调整，具有集成度高、结构灵活、开发周期短、快速可靠性高等特点。 关键词: FPGA；等精度；频率计；VHDL Abstract This subject needs to design is the Iso-precision frequency meters, it uses in surveying the sine signal operating frequency, its measurement result showed directly with seven sections of nixietubes. The precision frequency meters realize with FPGA, through design completion, precision frequency meter principles and so on grasping, grasping uses the VHDL language and the FPGA programming method. This design request survey frequency is 10Hz~1MHz, and by two light emitter diode expression frequency unit. The reason that is called and so on the precision frequency meters, is because it can cause two frequenc counters to enable the synchronization, simultaneously to the standard frequency and by the frequency measurement counting, and also finished, like this calculates is been extremely accurate by the frequency measurement rate. This design divides into the software part and the hardware part, the software part only then the frequency input, the frequency computation, the frequency demonstrates these parts. But the hardware part mainly needs to use the FPGA chip, Xilinx Corporation to produce, the model is XC2S300E-6PQ208C, it is the core control portion. Connects with FPGA has a signal replacement electric circuit. Downloading chip, also is Xilinx Corporation produces, model XC18V02-PLCC44, may download the VHDL language procedure to the FPGA chip in realizes the function. The cushion chip, SN74CBT16244DL(48), it may meet the 5v voltage, outputs the 3.3v voltage to be possible and FPGA is connected. Also must use 3.3v and the 1.8v two power sources. The display circuit uses 8 seven section of nixietubes and two light emitter diodes, the nixietube demonstration frequency, the light emitter diode demonstration frequency unit. This design has the high usability and the reliability. Scene programmable gate array FPGA (Field Programmable GateArray) belongs to the ASIC product, carries on restructuring through the software programming to the goal component structure and the working, can to design as necessary carries on the adjustment, has the integration rate high, the structure nimble, the development cycle short, the fast reliable higher characteristic. Keywords: FPGA; Iso-precision; frequencymeter; VHDL; [参考文献]: [1]杨 刚 龙海燕.现代电子技术-VHDL与数系统设计.2004.4.北京：电子工业出版社. [2]李全利 迟荣强.单片机原理及接口技术.2004年1月第1版.高等教育出版社.177-178 [3] 王诚 薛小刚 钟信潮 李永涛.EDA先锋工作室.FPGA/CPLD设计工具——Xilinx ISE 5.x使用详解. 2004.5.人民邮电出版社.5-7 [4] 阎石主编.数字电子技术基础(第四版).高等教育出版社. [5]刘瑞新主编.Protel DXP实用教程.2003.4.北京：机械工业出版社. [原文截取] 中北大学 本科毕业论文 题 目： 等精度频率计的设计 院 系： 信息工程学院 专 业： 电子信息科学与技术 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 论文提交日期：2006 年 6 月 22 日 毕业设计(论文)任务书 信息工程 学院 电子信息科学与技术 专业 毕业设计(论文)题目: 等精度频率计的设计 毕业设计(论文)内容: 设计一个用于测量正弦信号工作频率的等精度频率计， 其测量结果用七段数码管直接显示。 毕业设计(论文)专题部分: 等精度频率计的设计 指 导 教 师: 签字 年 月 日 教 研 室 主 任: 签字 年 月 日 院 长: 签字 年 月 日 摘 要 本题目要设计的是等精度频率计，它用于测量正弦信号工作频率，其测量结果用七段数码管直接显示。等精度频率计用FPGA来实现，通过设计的完成，掌握等精度频率计原理，掌握用VHDL语言和FPGA的编程方法。本设计要求测量频率是10Hz～1MHz，并由两个发光二极管表示频率单位。之所以叫等精度频率计，是因为它能够使两个频率计数器使能同步，同时对标准频率和被测频计数，并同时结束，这样计算出来的被测频率非常准确。..... |
等精度频率计的设计
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