基于EDA技术的数字频率计的设.doc

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1、基于EDA技术的数字频率计的设　　引言　　EDA技术是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件语言为系统逻辑描述的主要方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件设计的电子系统到硬件系统的设计，最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门新技术。其设计的灵活性使得EDA技术得以快速发展和广泛应用。　　本文以Max+PlusⅡ软件为设计平台，采用VHDL语言实现数字频率计的整体设计。　　1工作原理　　众所周知，频率信号易于传输，抗干扰性强，可以获得较好的测量精度。因此，频率检测是电子测量领域最基

2、本的测量之一。频率计的基本原理是用一个频率稳定度高的频率源作为基准时钟，对比测量其他信号的频率。通常情况下计算每秒内待测信号的脉冲个数，即闸门时间为1s。闸门时间可以根据需要取值，大于或小于1s都可以。闸门时间越长，得到的频率值就越准确，但闸门时间越长，则每测一次频率的间隔就越长。闸门时间越短，测得的频率值刷新就越快，但测得的频率精度就受影响。一般取1s作为闸门时间。　　数字频率计的关键组成部分包括测频控制信号发生器、计数器、锁存器、译码驱动电路和显示电路，其原理框图如图1所示。　　　　　　2设计分析　　2．1测频控制信号发生器　　测频控制信号发生器

3、产生测量频率的控制时序，是设计频率计的关键。这里控制信号CLK取为1Hz，2分频后就是一个脉宽为1s的时钟信号FZXH，用来作为计数闸门信号。当FZXH为高电平时开始计数；在FZXH的下降沿，产生一个锁存信号SCXH，锁存数据后，还要在下次FZXH上升沿到来之前产生清零信号CLEAR，为下次计数做准备，CLEAR信号是上升沿有效。　　2．2计数器　　计数器以待测信号FZXH作为时钟，在清零信号CLEAR到来时，异步清零；FZXH为高电平时开始计数。本文设计的计数器计数最大值是99999999。　　2．3锁存器　　当锁存信号SCXH上升沿到来时，将计数

4、器的计数值锁存，这样可由外部的七段译码器译码并在数码管上显示。设置锁存器的好处是显示的数据稳定，不会由于周期性的清零信号而不断闪烁。锁存器的位数应跟计数器完全一样，均是32位。　　2．4译码驱动电路　　本文数码管采用动态显示方式，每一个时刻只能有一个数码管点亮。数码管的位选信号电路是74LS138芯片，其8个输出分别接到8个数码管的位选；3个输入分别接到EPF10K10LC84-4的I／O引脚。　　2．5数码管显示　　本文采用8个共阴极数码管来显示待测频率的数值，其显示范围从O～99999999。　　以下是数码管段选的程序：