毕业设计（论文）：数字频率计设计汇.docVIP

西华大学课程设计说明书 说明书  SKIPIF 1 0  PAGE  PAGE 31 第 页 成绩  SKIPIF 1 0   SKIPIF 1 0   SKIPIF 1 0   SKIPIF 1 0  课 程 设 计 说 明 书  SKIPIF 1 0  课程设计名称： EDA技术课程设计 题 目： 学 生 姓 名： 专 业： 学 号： 指 导 教 师： 胡 兵 日期：2009年 6月 20 日 1 前言 1.1序言 在电子工程，资源勘探，仪器仪表等相关应用中，频率计是工程技术人员必不可少的测量工具。频率测量也是电子测量技术中最基本最常见的测量之一。不少物理量的测量，如转速、振动频率等的测量都涉及到或可以转化为频率的测量。目前，市场上有各种多功能、高精度、高频率的数字频率计，但价格不菲。为适应实际工作的需要，本文在简述频率测量的基本原理和方法的基础上，提供一种基于FPGA的数字频率计的设计和实现过程，本方案不但切实可行，而且具有成本低廉、小巧轻便、便于携带等特点。 1.2 设计背景 在eda(电子设计自动化)在电子设计中起着越来越重要的作用的时候，我们进行EDA课程设计，以增强我们的动手和综合能力。我们选择了数字频率计设计这个课题，因为数字频率计的应用范围很广。数字频率计在测量其他物理量如转速、振动频率等方面也获得广泛应用。数字频率计的设计方法也有多种，如模拟数字方法，单片机设计，基于fpga用verilog设计方法。由于Verilog HDL设计有诸多优点，所以我们选择了Verilogs设计方法。 1.3 数字频率计分类 国际上数字频率计的分类很多。按功能分类，因计数式频率计的测量功能很多，用途很广。所以根据仪器具有的功能，电子计数器有通用和专用之分。 ? ?(1)通用型计数器：是一种具有多种测量功能、多种用途的万能计数器。它可测量频率、周期、多周期平均值、时间间隔、累加计数、计时等；若配上相应插???，就可测相位、电压、电流、功率、电阻等电量；配上适当的传感器，还可进行长度、重量、压力、温度、速度等非电量的测量。 ? ?(2)专用计数器：指专门用来测量某种单一功能的计数器。如频率计数器，只能专门用来测量高频和微波频率；时间计数器，是以测量时间为基础的计数器，其测时分辨力和准确度很高，可达ns数量级；特种计数器，它具有特种功能，如可逆计数器、予置计数器、差值计数器、倒数计数器等，用于工业和白控技术等方面。数字频率计按频段分类 ?(1)低速计数器：最高计数频率＜10MHz； ?(2)中速计数器：最高计数频率10—100MHz； ?(3)高速计数器：最高计数频率＞100MHz； ?(4)微波频率计数器：测频范围1—80GHz或更高。 1.4 设计目标和实施计划 目标：能测量输入信号的频率，频率范围为1HZ-999999HZ，波形可以是正弦波，三角波，方波和其他任何有固定频率的信号，信号的幅值0.5-5V。 利用Quartus 软件平台上建立计数器电路的顶层电路文件并完成编译和仿真。 利用protel画出整体系统的原理图。 实施计划：1）在quartus Ⅱ软件上利用verilog hdl设计出五个模块并完成各功能模块的编译仿真。 2）在软件中用原理图方式把各功能模块连接成一个整体系统，并对其进行编译和功能仿真。 3）整体系统仿真成功后，选择相应的芯片，对其分配引脚. 4）利用设计好的芯片，在protel中完成整体系统电路图的绘制。 2 总体方案设计 2.1方案比较 方案一：它由一个测评控制信号发生器TESTCTL,一个有时钟使能的计数器，一个锁存器reg和一个译码器encode组成。 频率测量的基本原理是计算每秒钟内待测信号的脉冲个数。这就要求TESRCTL能产生一个1s脉宽的周期信号，并对频率计的每一个计数器CNT10的ENA使能端进行同步控制。当TETEN高电平时允许计数，并保持其所计的数。在停止计数期间，首先需要一个锁存信号LOAD的上跳沿将计数器在前1s的计数值锁存进锁存器REG中，并由外部的