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1、第7卷第3期无锡职业技术学院学报Vol.7No.32008年6月JournalofWuxiInstituteofTechnologyJun.2008基于EDA技术的多功能等精度数字频率计的设计饶成明(无锡职业技术学院,江苏无锡214121)摘要:在对三种测频方法进行分析的基础上,介绍了基于EDA技术的等精度测频原理。给出采用AT89C51实现控制并通过FPGA来设计多功能等精度数字频率计的具体方法。该频率计可以兼顾频率计对速度、资源和测频精度等各方面的优化需求。关键词:EDA技术;单片机;等精度;频率计;FPGA中图分类号:TN74文献标识码:A文章编号:1671-7880(
2、2008)03-0023-03DesignofEqualPrecisionFrequencyMeterBasedonEDATechnologyRaoChengming(WuxiInstituteofTechnology,Wuxi214121,China)Abstract:Analyzingthethreefrequency-measuringmethods,thepaperintroducestheequalprecisionfrequencyprinciplebasedonEDAtechnology.Thepapershowsthedetailsofachievingcon
3、trolontheapplicationofAT89C51anddesignofmultifunctionalequalprecisionfrequencymeterthroughFPGA.Thisfrequencymetercanalsogiveattentiontopreferentialrequirementtospeed,resourcesandtheaccuracyoffrequency-measuring.KeyWords:EDAtechnology;SCM(SingleChipMicyoco);equalprecision;frequencymeter;FPGA
4、方法二:周期测量法,即是通过测量被测信号一个周期0引言时间计时信号的脉冲个数,然后换算得出被测信号的频率。EDA技术(ElectronicDesignAutomation)是一种以计但该方法在被测信号的周期较短时,其精度大大下降。算机为基础的工作平台,它应用计算机软件在计算机上方法三:等精度测频,测量方案如图1所示。设实际完成电路、性能分析、参数优化、PCB(印制电路板)、仿真闸门时间为T,被测信号周期数为Nx,标准信号频率为s,测试等设计,以实现特定功能的硬件系统。采用这种方计数值为Ns,则被测信号的频率测量值为:法,可以大幅度缩短设计周期,并使设计产品小型化、低′Nxfx
5、=fs功耗、高速度、高性能,提高新产品的竞争能力。Ns基于传统测频方法的频率计的测量精度随被测信号等精度测频法是在直接测频方法的基础上发展起来的。频率的变化而变化,在实用中有很大的局限性,而等精度此方案的闸门时间随被测信号的频率变化而变化,但测量精测量不但有很高的测量精度,且在整个频率区域能保持度不会随着被测信号的频率的下降而下降。测量时,它的闸恒定的测量精度。为此,本文给出了一种基于EDA技术门时间不是固定的值,而是被测信号的整数倍,即与被测信的多功能等精度数字频率计的设计方法。号同步,这样就达到了在整个测试阶段的等精度测量。图2所示是一个等精度测频计的设计原理图。图中,1
6、数字频率的测量方法预置门控信号CL是由单片机发出,CL的时间宽度对测频率测量一般按照下面三种方法进行:频精度的影响较少,可以选择较大的范围。图中的BZH方法一:直接测量法,即完全按照定义F=N/T进行和TF是两个可控的32位高速计数器,BENA和ENA是测量,在给定的闸门时间内测量被测信号的脉冲个数,进允许信号端,基准频率信号从BCLK输入,被测信号从TF行换算得出被测信号的频率。该测频方案其测量精度将的TCLK端输入。测量时,单片机首先发出清零信号随被测信号频率的下降而下降。CLR,使两个计数器清零,然后再由单片机发出START允收稿日期:2008-03-02作者简介:饶成
7、明(1978-),男,江苏徐州人,无锡职业技术学院助教,南京航空航天大学在职研究生。·23·第7卷无锡职业技术学院学报第3期许测频命令,启动两个计数器并分别对基准信号和标准机,若得到计数值是在同一个闸门时间内的允许值,则可信号计数,结果通过MUX64-8是多路选择器送入单片以得出被测量。图1等精度测量方案图2等精度频率计原理框图2等精度频率计的设计本设计选用的是ALTERA公司的FPGA芯片EP1C6Q240C8,该芯片是应用VHDL语言数据类型,它的结构是层次化的,利用这些丰富的数据类型和结构模型,可
