【正文】 ................................................................10 周期測量 .....................................................................................................10 等精度測頻法 .............................................................................................11 方案設計 ....................................................13 基于單片機的方案 .....................................................................................13 基于 CPLD/FPGA 和單片機相結合的方案 .............................................14 方案論證與選擇 .........................................................................................153 單元模塊設計 .................................................16 系統(tǒng)組成 ....................................................16 鍵控制模塊 ..................................................17 串行輸出移位寄存器（74LS165） ..............................................................17 鍵盤電路 .....................................................................................................18 顯示模塊 ....................................................19 顯示電路設計 .............................................................................................19 74LS164(串入并出移位寄存器) ................................................................21 電源模塊 ....................................................21 輸入信號整形模塊 ............................................22 信號整形電路 .............................................................................................22 施密特觸發(fā)器 .............................................................................................23 單片機主控模塊 ..............................................24 AT89C51 單片機性能 ................................................................................24 單片機控制電路 .........................................................................................31 測頻模塊的工作原理及設計 ....................................32 CPLD 的結構與功能介 紹 ..........................................................................32 CPLD 引腳分布 ..........................................................................................33 CPLD 模塊邏輯設計 ..................................................................................3438 其它電路 ....................................................354 軟件設計 .....................................................36 MAS+PLUSⅡ概述 ...............................................36 MAX+PLUSⅡ使用 VHDL 實現(xiàn)系統(tǒng)功能的全過程 ......................36 電子系統(tǒng)的設計方法 .................................................................................36 “自頂 向下” 與“自底向上”的設計方法 ......................................................37 VHDL 語言簡介 .........................................................................................39 頻率計的 VHDL 設計 ................................................................................39 CPLD 模塊仿真 ...............................................41 下載驗證 ....................................................41 單片機的匯編語言編程 ........................................42 單片機主程序 .............................................................................................42 測頻子程序 .................................................................................................43 顯示子程序 .................................................................................................44 鍵盤掃描子程序 .........................................................................................45 時間值輸入子程序 .....................................................................................46 延時子程序 .................................................................................................465 誤差分析 .....................................................476 社會效益及經(jīng)濟效益分析 .......................................49結論 ............................................................50參考文獻 ........................................................51附錄 ............................................................52附錄Ⅰ 單片機控制程序清單 .......................................52附錄Ⅱ 元器件清單 ...............................................63附錄Ⅲ 電路原理圖 ...............................................64附錄Ⅳ 程序流程圖 ...............................................65 基于 CPLD 和單片機的頻率測量計的設計01 緒論 頻率計基礎知識電子計數(shù)器是一種基礎測量儀器，到目前為止已有30多年的發(fā)展史。應用現(xiàn)代技術可以輕松地將電子計數(shù)器的測頻上限擴展到微波頻段。這些要求有的已經(jīng)實現(xiàn)或者部分實現(xiàn)，但要真正完美的實現(xiàn)這些目標，對于生產廠家來說，還有許多工作要做，而不是表面看來似乎發(fā)展到頭了。雖然所有的微波計數(shù)器都是用來完成計數(shù)任務的，但制造廠家都有各自的一套復雜的計數(shù)器的設計、使得不同型號的 計數(shù)器性能和價格會有所差別，因此需要根據(jù)其附加特性或價格來慎重選擇。因此，如果要做精確的測量，一定要保證被測信號的頻率和幅度在測量儀器的指標范圍之內。高分辨畢業(yè)設計（論文）1率可以快速測出更小的漂移值和不穩(wěn)定值，但這時的讀數(shù)不能完全代表儀器的準確度。為了提高儀器的測量準確度和穩(wěn)定度，可以購買一個具有小型恒溫槽的參考振蕩器作為時間基準?？赡苡绊懹嫈?shù)器選擇和應用的還有另外幾個值得考慮的特性，如：采樣時間、測量速度和跟蹤速度，這些特性可能影響測量結果的準確及對結果的及時處理。一般來說，對干擾信號和噪聲可以使用計數(shù)器的附件來抑制。 如果知道待測信號的大概頻率（a），就可以用濾波器抑制已知的干擾信號(b)，而在計數(shù)器量程之外的其他信號（c）或低電平信號(d)不會對待測信號的頻率測量產生干擾。由于微電子技術和計算機技術的發(fā)展，微波頻率計都在不斷地進步著，靈敏度不斷提高，頻率范圍不斷擴大，功能不斷地增加。單片機以體積小、功能強、可靠性高、性能價格比高等特點，已成為實現(xiàn)工業(yè)生產技術進步和開發(fā)機電一體化和智能化測控產品的重要手段。而對于中高檔產品， 則要求有高分辨率，高精度，高穩(wěn)定度，高測量速率；除通常計數(shù)器所具有的功能外，還要有數(shù)據(jù)處理功能，統(tǒng)計分析功能，時域分析功能等等，或者包含電壓測量等其他功能。伴隨IC技術的發(fā)展，電子設計自動化(Electronic Design Automation EDA)已經(jīng)逐漸成為重要設計手段，其廣泛用于模擬與數(shù)字電路系統(tǒng)等許多領域。目前，在硅片單位面積上集成的晶體管數(shù)量越來越多，1978年推出的8086微處理器芯片集成的晶體管數(shù)是4萬只，到2022年推出的Pentium4微處理器芯片的集成度達4200萬只晶體管。EDA技術使得電子電路設計者的工作僅限于利用硬件描述語言和EDA軟件平臺來完成對系統(tǒng)硬件功能的實現(xiàn)極大地提高了設計效率縮短了設計周期節(jié)省了設計成本。在這個階段人們開始利用計算機取代手工勞動但當時的計算機硬件功能有限軟件功能較弱人們主要借助計算機對所設計的電路進行一些模擬和預測輔助進行集成電路版圖編輯和印刷電路板基于 CPLD 和單片機的頻率測量計的設計4PCB（Printed Circuit Board）布局、布線等簡單的版圖繪制等工作。從此，計算機技術在兩個重要領域——通用計算機領域和嵌入式計算機領域都得到了極其重要的發(fā)展，并在深深地改變著我們的社會。隨著單片機技術的發(fā)展，它在芯片內集成了許多面對測控對象的接口電路，如ADC、DAC、高速I/O口、PWM、WDT等。我們已經(jīng)把單片機理解為一個單芯片行動的微控制器，它是一個典型的嵌入式應用計算機系統(tǒng)。單片機以體積小、功能強、可靠性高、性能價格比高等特點，已成為實現(xiàn)工業(yè)生產技術進步和畢業(yè)設計（論文）5開發(fā)機電一體化和智能化測控產品的重要手段。而對于中高檔產品，則要求有高分辨率，高精度，高穩(wěn)定度，高測量速率；除通常計數(shù)器所具有的功能外，還要有數(shù)據(jù)處理功能，統(tǒng)計分析功能，時域分析功能等等，或者包含電壓測量等其他功能。主要參數(shù)：（1） 測頻范圍為0－100MHZ。同時 ,頻 AT89C51 單片機和相關硬軟件實現(xiàn)。對于以頻率為參數(shù)的被測信號，通常多采用的測頻法和測周法。經(jīng)分析我們將f=1MHZ做為高頻，采用直接測頻法；將f=1HZ做為低頻，采基于 CPLD 和單片機的頻率測量計的設計6用測周期法。本測頻系統(tǒng)的設計揚棄了傳統(tǒng)的自下而上的數(shù)字