基于eda技術(shù)的數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(已修改)
2025-07-08 15:56 本頁(yè)面
【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題目基于EDA技術(shù)的數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 班 級(jí) 專 業(yè) 應(yīng)用電子技術(shù) 分 院 工程技術(shù)分院 指導(dǎo)教師 2011年 11月 20日目 錄目錄………………………………………………………………………………2摘要………………………………………………………………………………3緒論………………………………………………………………………………4………………………………………………………………………5 設(shè)計(jì)要求……………………………………………………………………5 設(shè)計(jì)意義……………………………………………………………………5……………………………………………………………7………………………………………………7……………………………………………………8………………………………………………9 4位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器模塊………………………………………………………9 控制模塊設(shè)計(jì)………………………………………………………………13 分頻模塊的設(shè)計(jì)……………………………………………………………24 譯碼模塊……………………………………………………………………28 …………………………………………………………38…………………………………………41………………………………………………43 ……………………………………………………………………43 ……………………………………………………………………43 ……………………………………………………………………48 ……………………………………………………………………48 ………………………………………………………………49 …………………………………………………………53 結(jié)束語……………………………………………………………………………56參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………57致謝語……………………………………………………………………………58摘 要 數(shù)字頻率計(jì)是直接用十進(jìn)制數(shù)字來顯示被測(cè)信號(hào)頻率的一種測(cè)量裝置。它不僅可以測(cè)量正弦波、方波、三角波、尖脈沖信號(hào)和其他具有周期特性的信號(hào)的頻率，而且還可以測(cè)量它們的周期。經(jīng)過改裝，可以測(cè)量脈沖寬度，做成數(shù)字式脈寬測(cè)量?jī)x；可以測(cè)量電容做成數(shù)字式電容測(cè)量?jī)x；在電路中增加傳感器，還可以做成數(shù)字脈搏儀、計(jì)價(jià)器等。因此數(shù)字頻率計(jì)在測(cè)量物理量方面應(yīng)用廣泛。本設(shè)計(jì)用VHDL在CPLD器件上實(shí)現(xiàn)數(shù)字頻率計(jì)測(cè)頻系統(tǒng)，能夠用十進(jìn)制數(shù)碼顯示被測(cè)信號(hào)的頻率，能夠測(cè)量正弦波、方波和三角波等信號(hào)的頻率，而且還能對(duì)其他多種物理量進(jìn)行測(cè)量。具有體積小、可靠性高、功耗低的特點(diǎn)。數(shù)字頻率計(jì)是計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、音頻視頻等科研生產(chǎn)領(lǐng)域不可缺少的測(cè)量?jī)x器。采用VDHL編程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字頻率計(jì)，除被測(cè)信號(hào)的整形部分、鍵輸入部分和數(shù)碼顯示部分以外，其余全部在一片F(xiàn)PGA芯片上實(shí)現(xiàn)，整個(gè)系統(tǒng)非常精簡(jiǎn)，而且具有靈活的現(xiàn)場(chǎng)可更改性。在不更改硬件電路的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行各種改進(jìn)還可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的性能。該數(shù)字頻率計(jì)具有高速、精確、可靠、抗干擾性強(qiáng)和現(xiàn)場(chǎng)可編程等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：FPGA芯片、VHDL語言、數(shù)字頻率計(jì)、數(shù)字頻率計(jì)原理圖、Max+plusII軟件、EDA技術(shù)緒 論所謂頻率，就是周期性信號(hào)在單位時(shí)間（1s）里變化的次數(shù)。本頻率計(jì)設(shè)計(jì)測(cè)量頻率的基本原理是，首先讓被測(cè)信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)一起通過一個(gè)閘門，然后用計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)信號(hào)脈沖的個(gè)數(shù)，把標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間內(nèi)的計(jì)數(shù)的結(jié)果，用鎖存器鎖存起來，最后用顯示譯碼器，把鎖存的結(jié)果用LED數(shù)碼顯示管顯示出來。根據(jù)數(shù)字頻率計(jì)的基本原理，本文設(shè)計(jì)方案的基本思想是分為五個(gè)模塊來實(shí)現(xiàn)其功能，即整個(gè)數(shù)字頻率計(jì)系統(tǒng)分為分頻模塊、控制模塊、計(jì)數(shù)模塊、譯碼模塊和量程自動(dòng)切換模塊等幾個(gè)單元，并且分別用VHDL對(duì)其進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了閘門控制信號(hào)、計(jì)數(shù)電路、鎖存電路、顯示電路等。 本頻率計(jì)設(shè)計(jì)還可以測(cè)量周期性信號(hào)，其基本原理與測(cè)量頻率的基本原理基本一樣，首先讓被測(cè)信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)一起通過一個(gè)閘門，然后用計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)信號(hào)脈沖的個(gè)數(shù)，把被測(cè)信號(hào)一個(gè)周期內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)信號(hào)的脈沖計(jì)數(shù)的結(jié)果，用鎖存器鎖存起來，最后用顯示譯碼器，把鎖存的結(jié)果用LED數(shù)碼顯示管顯示出來，顯示管的讀數(shù)就是被測(cè)信號(hào)以標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的周期為單位乘積的周期。技術(shù)性能指標(biāo)：1）能夠測(cè)量正弦波、三角波、鋸齒波、矩形波等周期性信號(hào)的頻率；2）能直接用十進(jìn)制數(shù)字顯示測(cè)得的頻率；3）頻率測(cè)量范圍：1HZ~10KHZ切量程能自動(dòng)切換；4）~5V，要求一起自動(dòng)適應(yīng)；5）測(cè)量時(shí)間：T〈=；6）用CPLD/FPGA可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)。 設(shè)計(jì)要求利用一種基于EDA的頻率計(jì)的設(shè)計(jì)方法。、譯碼模塊、分頻模塊、控制模塊、量程自動(dòng)切換模塊的程序設(shè)計(jì)，再根據(jù)頻率計(jì)數(shù)計(jì)的功能要求，實(shí)現(xiàn)要求完成整個(gè)系統(tǒng)電路的原理圖方法實(shí)現(xiàn)用EDA技術(shù)設(shè)計(jì)頻率計(jì)大大的簡(jiǎn)化了電路拍構(gòu)的復(fù)雜性，又能提高電路的稱定性，可通過修改程序來達(dá)到改變量程的目的。 設(shè)計(jì)意義頻率計(jì)是電子技術(shù)中常用到的一種電子測(cè)量?jī)x器，我們以往用的頻率計(jì)大都是采用單元電路或單片機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)的，采用傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)發(fā)展而來的自底向上的設(shè)計(jì)方法。，結(jié)合模擬手段，可以從一’開始就掌握所實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的性能狀況，結(jié)合應(yīng)用領(lǐng)域的具體要求，在此時(shí)就調(diào)整設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行性能優(yōu)化或折衷取舍。隨著設(shè)計(jì)層次向下進(jìn)行，系統(tǒng)性能參數(shù)將得到進(jìn)一步的細(xì)化與確認(rèn)，隨時(shí)可以根據(jù)需要加以調(diào)整，從而保證了設(shè)計(jì)結(jié)果的正確性，縮短了設(shè)計(jì)周期，設(shè)計(jì)規(guī)模越大，這種設(shè)計(jì)方法的優(yōu)勢(shì)越明采用VDHL編程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字頻率計(jì)，除被測(cè)信號(hào)的整形部分、鍵輸入部分和數(shù)碼顯示部分以外，其余全部在一片F(xiàn)PGA芯片上實(shí)現(xiàn)，整個(gè)系統(tǒng)非常精簡(jiǎn)，而且具有靈活的現(xiàn)場(chǎng)可更改性。在不更改硬件電路的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行各種改進(jìn)還可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的性能。該數(shù)字頻率計(jì)具有高速、精確、可靠、抗干擾性強(qiáng)和現(xiàn)場(chǎng)可編程等優(yōu)點(diǎn)。 頻率計(jì)測(cè)量頻率的設(shè)計(jì)原理（1）頻率計(jì)測(cè)量頻率的原理頻率計(jì)測(cè)量頻率需要設(shè)計(jì)整形電路使被測(cè)周期性信號(hào)整形成脈沖，然
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