优秀毕业论文基于FPGA简易数字频率计设计

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1、基于FPGA的简易数字频率计设计摘要本设计是基于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NI0S软核CPU嵌入FPGA,构成SOPC系统，利用NI0S软核对数据浮点运算处理，管理人机交换界面实时显示，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。前端信号输入调理釆用宽带放大器AD811对微弱信号进行放大，

2、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FPGANIOSVerilogTheDesignOfSimpleDigitalFrequencyMeterBaseOnFPGAABSTRACTThedesignisbasedonFPGAdigitalfrequencyofasimpleplan,useVeriloghardwaredesignrealizedthefrequencyofinternalfunctionmodule,theaccuracyofthemeasurementmet

3、hod,etcNIOSandFPGA,softnuclearCPUembeddedsystems,usingtheSOPCconstituteNIOSsoftcheckdatamanagementman-machinefloatingpointcalculations,exchange,withreal-timedisplayinterfacechiptraditionalFPGA+MCUsolutions,systemismuchmoreflexiblethansmallvolumeandlowconsumption,ha

4、veadvantagesofhardwareandsoftwaresystemsinprogrammablefunctions.Thisdesignmethodofmeasuringfrequencybymeasuringmethodiscomparedwithdirectfrequencymeasurementmethod,andthemeasuringaccuracyofZhouFaYoucharacteristics.Front-endsignalinputbyAD811amplifiertorecuperatebro

5、adbandamplification,weaksignalbycomparatorplastic,afterusingmeasurementsonFPGA,systemofgoodreal-time,highprecision.Keywords:EqualprecisionFrequencycounterFPGANIOSVerilogABSTRACTI1概述02系统方案分析及比较选择22.1方案构想22.2方案比较及选用依据：33工作原理及其系统框图43.1计数式直接测频法43.2计数式直接测周期53.3等精度测量原理64

6、硬件系统实现94.1硬件系统原理图94.1.1放大电路的选择94.1.2整形电路124.2FPGA控制电路144.2.1FPGA芯片选型144.2.2FPGA最小系统搭建154.3FPGA内部模块184.3.1系统总体框图184.3.2同步预置模块194.3.3频率计数模块、时间计数模块204.3.4数拯输岀模块，计数器清零模块205软件系统实现225.1主程序框图225.2NiosII软核224.3.NIOS外部接口与内部介绍234.3.1nios软核原理框图234.3.2nios软核外部接口236遇到问题，分析问题，解决

7、问题245.1输入阻抗问题245.2放大器选择问题247电路抗干扰措施258系统指标测试269结束语27参考文献28附录1：FPGA硬件描述语言代码29附录2：NIOSC语言程序代码3239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

8、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。FI前，随着电子技术、微电子技术、数字技术、计算机科学的发展，电子计数器己经大量采用大规模、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