【正文】
38P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 15vX1CR Y S T A LR11k R21 0 kC13 3 p fC23 3 p fC31 0 u f 圖 AT89C51 單片機(jī) 最小系統(tǒng)及 管腳圖 VCC/GND:供電電源。單片機(jī) 14 的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 1000 次。 (5) 由單片機(jī)讀出計(jì)數(shù)器 CNT2 的結(jié)果,并通過(guò)上述測(cè)量原理公式計(jì)算出脈沖寬度。 圖 脈沖寬度測(cè)量原理圖 13 測(cè)量脈沖寬度的工作步驟如下: (1) 向 CONTRL2 的 CLR 端送一個(gè)脈沖以便進(jìn)行電路的工作狀態(tài)初始化。 (4) 計(jì)數(shù)結(jié)束后, CONTRL 的 EEND 端將輸出低電平來(lái)指示測(cè)量計(jì)數(shù)結(jié)束,單片機(jī)得到此信號(hào)后,即可利用 ADRC()、 ADRB()、 ADRA()分別讀回 CNT1和 CNT2 的計(jì)數(shù)值,并根據(jù)等精度測(cè)量公式進(jìn)行運(yùn)算,計(jì)算出被測(cè)信號(hào)的頻率或周期值。 (7) SEL[2..0](, , ):計(jì)數(shù)值讀出選通控制。 (4) CHOICE():自校 /測(cè)頻選擇, CHOICE=1 測(cè)頻; CHOICE=0 自校。 相對(duì)于 PAL 和 GAL 器件來(lái)說(shuō),它具 有編程靈活、集成度高、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期短、適用范圍寬、開(kāi)發(fā)工具先進(jìn)、設(shè)計(jì)制造成本低、對(duì)設(shè)計(jì)者的硬件經(jīng)驗(yàn)要求低、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品無(wú)需測(cè)試、保密性強(qiáng)、價(jià)格大眾化等特點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)較大規(guī)模的電路設(shè)計(jì),因此被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品的原型設(shè)計(jì)和產(chǎn)品生產(chǎn) (一般在 10,000 件以下 )之中。 (4) 待測(cè)信號(hào)經(jīng)放大整形后輸入 CPLD 的 TCLK。 P2口為 LED 的并行 顯示控制口。因此,我們選擇單片機(jī)和 CPLD/FPGA 的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本指標(biāo)如下: 頻率測(cè)量范圍: 頻率測(cè)量誤差: 1HZ 輸入靈敏度 :30mV 輸入波形 :正弦波、方波、三角波 最高輸入電壓 :30V 顯示方式 :6 位 LED 數(shù)碼管顯示。倍頻法較難實(shí)現(xiàn)。如果完成測(cè)量精度在 %以下,則由 δ =1/(Ns1)*100%%,得 Ns10000。因此,這種方法不適用于低頻信號(hào)的頻率測(cè)量。 例如,被測(cè)信號(hào)為 10HZ, %的精度。根據(jù)頻率(每單位時(shí)間周期信號(hào)發(fā)生的次數(shù))的基本定義,由圖中知道測(cè)量的時(shí)間基準(zhǔn),分頻過(guò)后可以讓時(shí)間閘門(mén)開(kāi)啟或關(guān)閉。使用等精度測(cè)量原理,單片機(jī)的良好控制功能和 CPLD 的高速可靠性相結(jié)合,使頻率測(cè) 量?jī)x電路簡(jiǎn)潔,速度更快,功能全面,精度提高,有效防止干擾。它可以迅速重新編寫(xiě)和確??删幊滩脸?100次。AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié) FLASH 的低電壓、高性能 8位 CMOS 單片機(jī)。單片機(jī)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用改變了測(cè)量所帶來(lái)的限制,可是單片機(jī)本身也受到一些因素影響 ,因此在電子領(lǐng)域單片機(jī)不能得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展。間接測(cè)量頻率的方法大多是使用等精度測(cè)量,此方法是在直接頻率測(cè)量法下發(fā)展的,測(cè)量精度非常高。 測(cè)量頻率的方法大約可分直接頻率測(cè)量法與間接頻率測(cè)量法。 第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案與論證 ........................................... 3 測(cè)量原理 ...................................................... 3 直接測(cè)頻法 .............................................. 3 測(cè)周期法 ................................................ 4 倍頻法 .................................................. 4 等精度測(cè)頻法 ............................................ 4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo) .................................................. 6 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖 .............................................. 6 第三章 硬件電路設(shè)計(jì) .................................................. 8 系統(tǒng)的組成 .................................................... 8 系統(tǒng)的基本工作方式 ............................................ 9 CPLD 測(cè)頻專(zhuān)用模塊 ............................................. 9 CPLD 的結(jié)構(gòu)與功能介紹 .................................... 9 CPLD 測(cè)頻專(zhuān)用模塊邏輯設(shè)計(jì) ............................... 10 測(cè)頻 /測(cè)周期的實(shí)現(xiàn) ................................. 11 控制部件設(shè)計(jì) ...................................... 11 計(jì)數(shù)部件設(shè)計(jì) ...................................... 12 脈沖寬度測(cè)量和占空比測(cè)量模塊設(shè)計(jì) .................. 12 單片機(jī)主控模塊硬件電路設(shè)計(jì) ................................... 13 AT89C51 單片機(jī) .......................................... 13 七段 LED 數(shù)碼管 .......................................... 18 74HC573 鎖存器 .......................................... 19 單片機(jī)與 LED顯示模塊的設(shè)計(jì) ............................. 19 第四章 單片機(jī)控制與運(yùn)算程序的設(shè)計(jì) ................................... 22 程序流程圖及相關(guān)程序 ......................................... 22 結(jié) 論 ............................................................... 28 參考文獻(xiàn) ............................................................ 29 致 謝 ............................................................... 30 1 第一章 概述 測(cè)頻一直以來(lái)都是電子和通訊系統(tǒng)工作的重要手段也是重要內(nèi)容。 關(guān)鍵詞 : 頻率計(jì), EDA 技術(shù), CPLD,單片機(jī),等精度測(cè)量 II Abstract Frequency detection is the most basic in the electronics field measurement, which is the most important measurement. Due to frequency signal transmission, strong antijamming capability, easy can get relatively high measurement precision, so frequency measurement methods of research have also been more and more attention. Based on the traditional principle of frequency meter frequency measurement accuracy will be along with the decline of the measured signal frequency is reduced, the design of the munist party of China puts forward four kinds of design scheme, through the argument finally decided to use equal precision measurement method to plete the design of frequency meter. In this design choose the bination of the AT89C51 singlechip microputer and CPLD to implement. The singlechip microputer control, the entire measurement circuit test data processing and display output。其中單片機(jī)完成整個(gè)測(cè)量電路的測(cè)試控制、數(shù)據(jù)處 理和顯示輸出 。 I 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題 目: 基于 CPLD 的頻率計(jì)設(shè)計(jì) I 摘要 頻率檢測(cè)是電子領(lǐng)域里最基本的測(cè)量,也是最重要的測(cè)量。 在本次設(shè)計(jì)中 選擇 AT89C51 單片機(jī)和 CPLD 的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。顯示器電路采用 5段 LED 動(dòng)態(tài)顯示,由 1個(gè) 74HC138譯碼器和 7