毕业设计（论文）-基于at89c51单片机的简易数字频率计设计

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1、云南广播电视大学云南国防工业职业技术学院电子工程学院毕业论文（设计）课题简易数字频率计教研室电子教研室专业应用电子技术班级08级应用电子班学生姓名学号导师姓名职称讲师2011年1月8日摘要采用自上向下的设计方法,设计了基于复杂可编程逻辑器件的数字频率计。以AT89C51单片机作为系统的主控部件，完成电路的测试信号控制、数据运算处理、键盘扫描和控制数码管显示。用VHDL语言编程，由CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice)完成各种时序控制及计数功能。该系统具有结构紧凑、可靠性高、测频范围宽和精度高等特点。关键词可编程逻辑器件；CP

2、LD；等精度测量法；单片机；VHDL25AbstractWiththeadoptionofthetop-downdesignmethodandAT89C51SCMC(SingleChipMiscComputer)asthemastercontrolcomponentofthesystemthecircuittestsignalcontrollingdataoperationprocessingkeyboardscanningandnixietubedisplayaswellwerecompletedbythedigitalcymene.ACPLDprogra

3、mmedbyVHDLrealizedvarioussequencecontrolandcountfunction.Thesystemischaracterizedbyimpactstructurehighreliabilityhighprecisionandwidefrequency-test-range. KeyWordsprogrammablelogiccomponent；CPLD；measuresmensuration；singlechipmisccomputer；VHDL25目录绪论1第一章设计方案的选择31.1频率测量模块31.1.1直接测量法31

4、.1.2组合测频法41.1.3倍频法41.1.4等精度测频法41.2周期测量模块51.2.1直接周期测量法51.2.2等精度周期测量法61.3脉冲宽度测量模块61.4占空比测量模块61.5标准频率发生电路61.6小信号处理部分61.6.1采用分立元件71.6.2采用运算放大器71.6.3直接采用比较器7第二章基本测量原理与理论误差分析72.1等精度频率/周期测量技术72.1.1量化误差72.1.2标准频率误差82.2预置门时间信号与闸门时间信号82.3高精度恒误差周期测量方法82.4脉冲宽度测量理论误差分析92.5周期脉冲信号占空比测量误差分析9第三章方案的

5、实现93.1稳压电源设计93.2测量控制电路9253.3输入信号处理部分103.4小信号处理部分103.5标准频率方波发生电路113.6显示器电路123.7实际数字测量部分143.7.1频率测量与周期测量电路143.7.2控制部分设计153.7.3脉冲宽度测量和占空比测量电路16第四章单片机控制与运算程序的设计184.1单片机控制与运算的主流程图18第五章结束语19参考文献20致谢21附录2225绪论数字频率计是数字电路中的一个典型应用，是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。实际的硬件设计用到的器件较多，连线比较复杂，而且会产生比较大

6、的延时，造成测量误差、可靠性差。随着复杂可编程逻辑器件（CPLD）的广泛应用，以EDA工具作为开发手段，运用VHDL语言，将使整个系统大大简化，提高整体的性能和可靠性。采用VDHL编程设计实现的数字频率计，除被测信号的整形部分、键输入部分和数码显示部分以外，其余全部在一片FPGA芯片上实现，整个系统非常精简，而且具有灵活的现场可更改性。在不更改硬件电路的基础上，对系统进行各种改进还可以进一步提高系统的性能。该数字频率计具有高速、精确、可靠、抗干扰性强和现场可编程等优点。本文用VHDL在CPLD器件上实现一种8b数字频率计测频系统，能够用十进制数码显示被测信号

7、的频率，不仅能够测量正弦波、方波和三角波等信号的频率，而且还能对其他多种物理量进行测量。具有体积小、可靠性高、功耗低的特点。25CPLD是一种新兴的高密度大规模可编程逻辑器件，它具有门阵列的高密度和PLD器件的灵活性和易用性，目前已成为一类主要的可编程器件。可编程器件的最大特点是可通过软件编程对其器件的结构和工作方式进行重构，能随时进行设计调整而满足产品升级。使得硬件的设计可以如软件设计一样方便快捷，从而改变了传统数字系统及用单片机构成的数字系统的设计方法、设计过程及设计概念，使电子设计的技术操作和系统构成在整体上发生了质的飞跃。采用CPLD可编程器件，可利

8、用计算机软件的方式对目标期进行设计，而以硬件的形式实