基于fpga的频率计设计

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1、评语学号成绩《现代数字系统设计》课程论文题目基于FPGA的频率计设计作者班级院别信息与通信工程专业电子信息工程完成时间2011年5月8日121摘要-------------------------------------------22绪论------------------------------------------22.1数字频率技术的现状------------------------------------------22.2论文主要完成的工作------------------------------------------23

2、系统硬件设计-----------------------------------33.1系统设计方案----------------------------------------------------33.2主控模块----------------------------------------------------------54系统软件设计---------------------------------54.1软件整体设计--------------------------------------------------64.2

3、测量模块--------------------------------------------------------64.3显示模块--------------------------------------------------------75系统测试与总结-------------------------------75.1在软件下仿真与运行结果---------------------------------75.2在硬件下仿真与运行结果---------------------------------86课程设计与心得体会---

4、------------------------107结论-----------------------------------------108参考文献-------------------------------------119附录-----------------------------------------11121摘要随着数字电子技术的发展，频率测量成为一项越来越普遍的工作，在电子工程、资源勘探等相关应用上，频率计是工程技术人员必不可少的测量工具。因此，测频原理及方法的研究正受到越来越多的关注。目前许多高精度的数字频率计都采用单

5、片机加上外部的高速计数器来实现。但难以提高计数器的工作频率，而且测量的精度不高。因此采用可编程逻辑器件(FPGA)来实现数字频率计。应用VHDL进行自顶向下的设计，即使用VHDL模型在所有综合级别上对硬件设计进行说明、建模和仿真测试。通过逻辑综合后，把适配生成的配置文件，通过编程器向FPGACPLD进行下载。最后进行硬件调试与验证。本设计的系统除了脉冲整形、显示部分的电路不在可编程电路之中，其余的电路都集成在可编程逻辑器件中。本设计具有测频范围宽、精度高、可靠性高等优点。符合现代EDA设计的要求。关键词频率，可编程逻辑器件，电子设计自动化，

6、硬件描述语言2绪论2.1频率测量技术的现状在电子技术领域内，频率与电压一样，也是一个基本参数。随着现代科技的发展，时间及频率计量的意义已日益明显。例如，在卫星发射、导弹跟踪、飞机导航、潜艇定位、大地测量、天文观测、邮电通信、广播电视、交通运输、科学研究、生产及生活等各个方面，都需要对时间及频率的计量，也都离不开对时间及频率的计量。因此，测频原理及方法的研究正受到越来越多的关注。目前多用电子计数器测频，它具有测量精度高、速度快、自动化程度高、操作简便、直接显示数字等特点，尤其是与微处理器相结合，实现了程控化和智能化，构成智能化计数器。目前，电子

7、计数器几乎取代了模拟式测量仪器。而电子计数器测频法又有两种实现方法：直接计数测频法和等精度测频法。直接计数测频法只是简单地记下单位时间内周期信号的重复次数，其计数值会有个计数误差。此方法的测量精度主要取决于基准时间和计数器的计数误差。等精度测频方法是在直接测频方法的基础上发展起来的。它的闸门时间不是固定的值，而是被测信号周期的整数倍，即与被测信号同步，因此，摒除了对被测信号计数所产生的个计数值的误差，并且达到了在整个测试频段的等精度测量。本设计采用的是直接计数法来测量频率。2论文主要完成的工作本次课程设计的主要目的旨在通过独立完成一个“数字频

8、率计”12的设计，达到对EDA技术的熟练掌握，提升对《EDA技术及应用》课程所学内容的掌握和应用。从而了解EDA的原理、应用领域和基本的设计方法，熟悉数字电路设计方