eda课程设计-基于fpga的数字频率计

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1、第17页共15页摘要等精度频率计在工业生产中具有很重要的作用，它在仪表测量领域扮演着重要的角色，它应用等精度测频原理，其测量精度优于普通频率计。基于传统测频原理的频率计的测量精度将随被测信号频率的下降而降低，在实用中有较大的局限性，而等精度频率计不但具有较高的测量精度，而且在整个频率区域能保持恒定的测试精度。本次设计频率测量范围为2K－999KHZ，作品已经与DDS信号源搭配成功的完成了调试，其测量精度高，性能稳定。本次设计方案是基于FPGA完成全系统设计，应用ALTERA公司的CYCLONEII芯片构成系统主体。本次设计的软件部分应用VHDL语言。应用

2、QuartusII6.0完成系统的设计，具有较高的灵活性与可靠性。关键词：等精度；频率计；FPGA；VHDLAbstractEqualaccuracycymometerplayaveryimportantroleinthefrequencyofindustrialproductionandinthefieldofmeasurementinstrumentation,theapplicationofprecisionfrequencymeasurementprinciple,theaccuracyisbetterthanordinarycymometer.

3、Thecymometerbasedontheprinciplesoftraditionalfrequencymeasurementoftheaccuracywillfacemorepracticallimitationswhenthefrequencyofthesignaldecrease.theequalaccuracycymometernotonlyhashighaccuracy,butalsomaintainconstantaccuracyinthewholefrequencyregion.Thefrequencyofthisdesignisint

4、herangeof2K-999KHZ,ithasbeenworkswithDDSsignalgeneratorsuccessfully,completedwiththecommissioning,itshighprecision,stableperformance.Keywords：equalaccuracy;cymometer;FPGA;VHDL第17页共15页目录引言……………………………………………………………………………………11设计功能及要求…………………………………………………………………12等精度测频原理………………………………………………

5、…………………13FPGA概述…………………………………………………………………………33.1FPGA概念…………………………………………………………………………33.2设计工具QuartusII6.0………………………………………………………44详细设计方案……………………………………………………………………55结论………………………………………………………………………………12谢辞……………………………………………………………………………13参考文献……………………………………………………………………………14附录………………………………………………

6、……………………………15第17页共15页引言频率测量是电子测量的重要领域。频率的测量已越来越受到重视，长度、电压等参数也可以转化为与频率测量有关的技术来确定。本设计通过等精度频率测量的方法完成，基于FPGA完成了系统的设计，系统的可靠性优于常规元件组合而成的电路，系统工作频率高，稳定性也更好。通过对作品进行调试运行，证明了该设计方案的实际测量效果，该设计方案切实可行，能达到较高的频率测量精度。1设计功能及要求1.1设计等精度频率计，频率测量范围为2K－999K。1.2应用FPGA完成系统的设计。1.3通过6位动态数码管完成频率数据的显示。2等精度测频原

7、理等精度测频技术的实际闸门时间不是固定的值，而是被测信号的整周期倍，即与被测信号同步，因此消除了对被测信号计数时产生的±1个字误差，测量精度大大提高，而且达到了在整个测量频段的等精度测量，其波形图如图1所示。图1等精度测频波形图在测量过程中，有两个计数器分别对标准信号和被测信号同时计数。首先给出闸门开启信号（预置闸门上升沿），此时计数器并不开始计数，而是等到被测信号的上升沿到来时，计数器才真正开始计数。然后预置闸门关闭信号（下降沿）到时，计数器并不立即停止计数，而是等到被测信号的上升沿到来时才结束计数，完成一次测量过程。可以看出，实际闸门时间τ与预置闸门

8、时间τ1并不严格相等，但差值不超过被测信号的一个周期。等精度测频具体实现方法可简