基于单片机和cpld的等精度测频系统

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1、万方数据电子测量技术EI．ECTR()NICMEASUREMENTTECHNOI。()(；Y第32卷第8期2009年8月基于单片机和CPLD的等精度测频系统张瑾刘海燕李泽光(大连大学信息工程学院大连116622)摘要：基于CH。D芯片与单片机AT89C51、AT89C2051，采用闸门测量技术实现等精度测频。CPLD的结构与功能由VHDL语言描述；单片机的控制与数据计算、处理采用C语言编程实现。利用单片机内部计数器产生闸门脉冲，控制CPI．D对标准频率与待测频率的计数，计数值与实际待测频率值的转换和计算的结果用8位静态数码管显示。单片机与CPI．D硬件接

2、口采用独立工作方式。经实践验证，系统测频范围在100kHz～4MHz之间，测频精度可达0．1％，系统运行正常，控制效果达到预期目标。关键词：等精度测频；CPI』)；单片机；EDA中图分类号：TP36文献标识码：AIdenticalprecisionfrequencymeasurementsystembasedORMCUandCPLDZhangJinIAuHaiyanIAZeguang(CollegeofInformationEngineering，DalianUniversity．Dalian116622)Abstract：Thedesignwhichi

3、sbasedontheCPI。Dchipandsingle-chipmicrocomputerAT89C51，AT89C2051，adoptsstrobemeasurementtechniquetOachievecymometerwithequalprecision．ThestructureandfunctionsofCPI。DisdescribedbytheVHDI。language；ClanguageprogrammingisusedtOactualizethecontrolofsingle-chipmicrocomputerandthecalcul

4、ationandprocessingofdata．Thegatepulsesgeneratedbytheinternalcounterofsingle-chipcontrolCPLDtOcountthestandardfrequencyandbeingmeasuredfrequency．TheresultofconversionandcalculationbetweenactuaInumericalvalueandthebeingmeasuredfrequency’svalueisdisplayedwith8-bitstaticdigitaltube．T

5、hehardwareintedaceofMCUandCPLDusestheindependentf)l⋯r；llionmode．Practicehasprovedthatthesystemoperatesnormallyandcanachievethedesiredcontrolobjectives．、～ithitsmeasurablefrequencyrangingfrom100kHzto4MHz，andatthesametimethemeasurementaccuracymeeting0．1％．Keywords：identiealprecisionf

6、requencymeasurement；complexprogrammablelogicdevice；mierocontrollerunit；electronicdesignautomation0引言测量与仪器是一个专业面很宽的多学科结合的行业，它在科技和工业等不同的领域起到了技术基础保证的作用⋯。数字测频仪器是常用的物理工具，工程中很多物理量的测量，如周期测量、速度测量、振弦式方法测力等，都可转化为频率测量，高精度频率测量技术已经成为计算机、通讯设备、音频、视频等科研生产领域不可缺少的技术。目前，许多高精度的数字测频仪器都采用单片机加上外部的高速计数器

7、来实现，然而单片机的工作频率不高从而限制了产品的工作频率的提高，而且测量精度也受到芯片本身的限制[2]。EDA技术作为新一代电子设计技术已J“泛地应用于电子产品的设计巾，在电子系统设计中，将单片机较强的逻辑控制、数据处理、良好的人机对话功能·88·和CPLD／FPGA的高集成度、高速、高可靠性相结合，使现代电子系统设计在智能化应用水平上发生了质的飞跃[3]。1等精度测频方案J．1等精度测频原理传统的频率测量方法有两种。一种是测频法，在一定时间间隔T内测m待测信号重复则变化的次数N，被测信号的频率为：^一N／T。另一种方法是测周法，在被测信号的一个周期内，

8、测H{标准高频信号，：的个数N，则被测频率：．厂，一，／N。测频法对高频信号有较