fpga简易数字频率计课程设计报告

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1、FPGA简易数字频率计课程设计报告TheDesignOfSimpleDigitalFrequencyMeterBaseOnFPGAABSTRACTThedesignisbasedonFPGAdigitalfrequencyofasimpleplan,useVeriloghardwaredesignrealizedthefrequencyofinternalfunctionmodule,theaccuracyofthemeasurementmethod,etcNIOSandFPGA,softnuclearCPUembed

2、dedsystems,usingtheSOPCconstituteNIOSsoftcheckdatamanagementman-machinefloatingpointcalculations,exchange,withreal-timedisplayinterfacechiptraditionalFPGA+MCUsolutions,systemismuchmoreflexiblethansmallvolumeandlowconsumption,haveadvantagesofhardwareandsoftwaresy

3、stemsinprogrammablefunctions.Thisdesignmethodofmeasuringfrequencybymeasuringmethodiscomparedwithdirectfrequencymeasurementmethod,andthemeasuringaccuracyofZhouFaYoucharacteristics.Front-endsignalinputbyAD811amplifiertorecuperatebroadbandamplification,weaksignalby

4、comparatorplastic,afterusingmeasurementsonFPGA,systemofgoodreal-time,highprecision.Keywords：EqualprecisionFrequencycounterFPGANIOSVerilog摘要:本设计是基于FPGA的一个简易数字频率计，利用Verilog硬件描述语言设计实现了频率计内部功能模块，采用了等精度测量的方法，并结合NIOS软核CPU嵌入FPGA，构成SOPC系统，利用NIOS软核对数据浮点运算处理，管理人机交换界面实时显示，

5、跟传统FPGA+单片机的多芯片系统方案相比更加灵活，系统体积小和功耗小等优势，具备软硬件在系统可编程的功能。本设计测量频率的方法采用的是等精度测量法，相比直接测频法和测周法有精度更高的特点。前端信号输入调理采用宽带放大器AD811对微弱信号进行放大，经过比较器整形调理后，FPGA进行采用测量，系统实时性好，精度高。关键词：等精度频率计FPGANIOSVerilog摘　　要IABSTRACTII1概述12系统方案分析及比较选择32.1方案构想32.2方案比较及选用依据：43工作原理及其系统框图53.1计数式直接测频法53

6、.2计数式直接测周期63.3等精度测量原理74硬件系统实现104．1硬件系统原理图104．1．1放大电路的选择104．1．2整形电路134．2FPGA控制电路154.2.1FPGA芯片选型154.2.2FPGA最小系统搭建164.3FPGA内部模块194.3.1系统总体框图194.3.2同步预置模块204.3.3频率计数模块、时间计数模块214.3.4数据输出模块，计数器清零模块211、概述随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片微机和片上可编程系统的出现和发展，使传统的电子测量仪器在原理、功能、精度及自动化水

7、平等方面都发生了巨大的变化，形成一种完全突破传统概念的新一代测量仪器。频率计广泛采用了高速集成电路和大规模集成电路，使仪器在小型化、耗电、可靠性等方面都发生了重大的变化。传统的频率计测量误差较大，等精度频率计以其测量准确、精度高、方便等优势将得到广泛的应用。频率计是电子计数器的一种，在电子技术领域内，频率与电压一样，也是一个基本参数。目前，随着电子技术、微电子技术、数字技术、计算机科学的发展，电子计数器已经大量采用大规模、超大规模集成电路，尤其是与微处理器相结合，实现了程控化和智能化，频率计不断得到发展和完善。尤其是近

8、代以来，随着电子工业的飞速发展，EDA技术的问世，新型的频率计具有测量精度高、速度快、自动化程度高、直接数字显示、操作简便等特点。在此基础上附加参数转换电路，可以完成多参数、多功能测量，应用前景非常广阔。传统的测频方法有直接测频法和测周法，在一定的闸门时间内计数，门控信号和被测信号不同步，计数值会产生一个脉冲的误差。等精度测频法采