【正文】 sine wave, etc., input signal is shaped after amplifying measurement ranges from 1Hz to 1MHz. Keywords: Equal Precision。經(jīng)過(guò)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。 在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，通常將單片機(jī)作為控制核心并輔以相應(yīng)的元器件構(gòu)成一個(gè)整體。然而單片機(jī)的時(shí)鐘頻率不高導(dǎo)致測(cè)速比較慢，并且在這種設(shè)計(jì)中，由于PCB板的集成度不高，導(dǎo)致PCB板面積大，信號(hào)走線長(zhǎng)，因此難以提高計(jì)數(shù)器的工作頻率?；贑PLD設(shè)計(jì)的頻率計(jì)，在傳統(tǒng)意義設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)了一些突破。大大的簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，提高了電路穩(wěn)定性。頻率的測(cè)量在我們的生活中無(wú)處不在，無(wú)時(shí)不刻都在接觸。市場(chǎng)上的頻率計(jì)廠家可分為三類：中國(guó)大陸廠家，中國(guó)臺(tái)灣廠家，歐美國(guó)家，其中，歐美頻率計(jì)廠家所占有的市場(chǎng)份額最大。Pendulum Instruments公司常規(guī)頻率計(jì)型號(hào)主要有CNT9CNT90、CNT8CNT85。Agilent科技公司的常規(guī)頻率計(jì)信號(hào)主要有：53181A、53131A、53132A。而對(duì)于中高檔產(chǎn)品， 則要求有高分辨率，高精度，高穩(wěn)定度，高測(cè)量速率；除通常通用計(jì)數(shù)器所具有的功能外，還要有數(shù)據(jù)處理功能，統(tǒng)計(jì)分析功能，時(shí)域分析功能等等，或者包含電壓測(cè)量等其他功能。對(duì)一些體積小的控制系統(tǒng)，要求以盡可能小的器件體積實(shí)現(xiàn)盡可能復(fù)雜的控制功能，直接應(yīng)用單片機(jī)及其擴(kuò)展芯片就難以達(dá)到所期望的效果。CPLD是一種新興的高密度大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷哂虚T(mén)陣列的高密度和PLD器件的靈活性和易用性，目前已成為一類主要的可編程器件。其獨(dú)到之處體現(xiàn)在用軟件取代了硬件。(2) 對(duì)于電壓測(cè)試功能。所有信號(hào)包括基準(zhǔn)頻率信號(hào)、被測(cè)信號(hào)以及自校輸入信號(hào)均送入CPLD芯片中，經(jīng)運(yùn)算處理后，以十進(jìn)制的形式送到8位數(shù)碼管顯示電路顯示。1量化誤差的影響，而將系統(tǒng)頻率基準(zhǔn)或時(shí)間基準(zhǔn)的誤差暫時(shí)忽略不計(jì)，輸入通道的誤差也暫時(shí)忽略不計(jì)。10%。1量化誤差影響較大的頻段，是依據(jù)在不利條件下尋找有利因素的思路而產(chǎn)生的。從而可使在被測(cè)量信號(hào)的整個(gè)頻率范圍內(nèi)均滿足≤γ﹪的要求。1個(gè)數(shù)字誤差，使測(cè)量精度大為提高。而多周期同步等精度測(cè)量法不需要這一步，并能實(shí)現(xiàn)高的等精度頻率與周期的測(cè)量。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。 它是一種通過(guò)控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，用來(lái)顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的顯示屏幕。液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧等優(yōu)點(diǎn)，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。鍵的閉合與否反映在行線輸出電壓上就是呈現(xiàn)高電平或者低電平。鍵盤(pán)的工作方式有3種，即編程掃描、定時(shí)掃描和中斷掃描。矩陣按鍵：在鍵盤(pán)中按鍵數(shù)量較多時(shí)，為了減少I(mǎi)/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式。在矩陣式鍵盤(pán)中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過(guò)一個(gè)按鍵加以連接。 控制核心的方案提出及比較 方案一：FPGA是英文Field Programmable Gate Array的縮寫(xiě)，即現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列，它是在PAL、GAL、EPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。較常用的有Altera、Xinlinx和Actel公司的FPGA。FPGA就可以實(shí)現(xiàn)硬件仿真以做成模型機(jī)。幾乎所有應(yīng)用中小規(guī)模通用數(shù)字集成電路的場(chǎng)合均可應(yīng)用CPLD器件。單片機(jī)以體積小、功能強(qiáng)、可靠性高、性能價(jià)格比高等特點(diǎn)，已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步和開(kāi)發(fā)機(jī)電一體化和智能化測(cè)控產(chǎn)品的重要手段。 Optimization)，以得到易于實(shí)現(xiàn)的結(jié)果，因此，最終設(shè)計(jì)和原始設(shè)計(jì)之間在邏輯實(shí)現(xiàn)和時(shí)延方面具有一定的差異；FPGA一般采用查找表(LUT)結(jié)構(gòu), ANDOR結(jié)構(gòu)或多路選擇器結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是可編程性，缺點(diǎn)是時(shí)延過(guò)大，造成原始設(shè)計(jì)中同步信號(hào)之間發(fā)生時(shí)序偏移。并且利用單片機(jī)設(shè)計(jì)的頻率計(jì)原理框圖簡(jiǎn)單，所用元器件少，電路不易出錯(cuò)，其程序存放在內(nèi)部存儲(chǔ)器上，不需要外部存儲(chǔ)器芯片，使用方面。計(jì)數(shù)結(jié)束后，通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算得到測(cè)量結(jié)果。CPLD單獨(dú)完成，應(yīng)用VHDL硬件描述語(yǔ)言，利用CPLD內(nèi)部豐富的數(shù)據(jù)類型和層次化的結(jié)構(gòu)模型，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)并用計(jì)算機(jī)仿真，生成符合要求的、在電路結(jié)構(gòu)上可實(shí)現(xiàn)的數(shù)字邏輯，再下載到可編程邏輯器件中，即可完成設(shè)計(jì)任務(wù)。綜合上述的方案，進(jìn)行分析，在方案選擇上，考慮到經(jīng)濟(jì)、性能、精度、方案的優(yōu)勢(shì)等問(wèn)題，本次設(shè)計(jì)選擇基于CPLD來(lái)設(shè)計(jì)頻率計(jì)最理想。此外，還要將被測(cè)信號(hào)輸入端以及電源開(kāi)關(guān)、電源指示燈的布放位置表示出來(lái)。這樣劃分有利于設(shè)計(jì)工作的安排與分工，因?yàn)檫@三部分對(duì)應(yīng)于三種不同類型的電子設(shè)計(jì)方法，并需要有不同的設(shè)計(jì)工具來(lái)支持。而在發(fā)揮部分作用時(shí)又提出了要能測(cè)量小信號(hào)的要求。由于該系統(tǒng)全是數(shù)字電路，采用CPLD器件來(lái)實(shí)現(xiàn)這部分比較方便。對(duì)這部分指標(biāo)的主要考慮如下：①該CPLD由+5V電源供電，I/O口與TTL電平兼容，并有足夠數(shù)目的I/O口,用來(lái)與鍵盤(pán)LED顯示器相接口，以及作為控制信號(hào)的輸出口和被測(cè)信號(hào)的輸入口；②要有豐富的四則算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算指令，指令運(yùn)行速度要快；③片內(nèi)除RAM外還要有E178。 。每個(gè)LAB包含16個(gè)宏單元，多個(gè)LAB通過(guò)可編程連線陣列PIA和全局總線連接在一起。MAX7000S器件有6個(gè)全局輸出使能信號(hào)，由2個(gè)輸出使能信號(hào)、1組I/O引腳和1組I/O宏單元信號(hào)進(jìn)行同相或反相驅(qū)動(dòng)。這樣還可使系統(tǒng)在推向市場(chǎng)后仍能對(duì)器件進(jìn)行重新編程，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的升級(jí)等。3. 多電壓（I/O接口）MAX7000S器件支持多電壓I/O接口，可與不同電源電壓的單片機(jī)開(kāi)發(fā)板系統(tǒng)相接?？捎蓭讉€(gè)器件進(jìn)行選擇控制。低電壓的擺率可以減小系統(tǒng)噪聲，但同時(shí)會(huì)產(chǎn)生4~5ns的附加延時(shí)；高電壓擺率能為高速系統(tǒng)提供高轉(zhuǎn)換速率，但它同時(shí)會(huì)給系統(tǒng)引入更大的噪聲。其輸入通道用了LM361高速比較器，測(cè)量部分由D觸發(fā)器和2選1的多路選擇器及與非門(mén)構(gòu)成。測(cè)量信號(hào)fX輸入經(jīng)過(guò)LM361高速比較器整形之后，變成了嚴(yán)格的方波信號(hào)，然后送入計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)預(yù)置門(mén)控信號(hào)為高電平時(shí)，經(jīng)整形后的被測(cè)信號(hào)的上升沿通過(guò)D觸發(fā)器（同步電路1）后，輸出Q端啟動(dòng)兩計(jì)數(shù)器同時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)預(yù)置門(mén)控信號(hào)為低電平時(shí)，經(jīng)整形后的被測(cè)信號(hào)的一個(gè)上升沿使兩計(jì)數(shù)器同時(shí)停止計(jì)數(shù)。在測(cè)量過(guò)程中2選1的數(shù)據(jù)選擇器為0時(shí)輸入到B口，來(lái)進(jìn)行頻率周期的測(cè)量。R為清零端，即被測(cè)信號(hào)為0時(shí)強(qiáng)行清0。閘門(mén)A開(kāi)，開(kāi)始計(jì)被測(cè)信號(hào)的脈沖數(shù)。利用公式脈寬=NB/NA 求出脈寬。在本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中采用的是七段LED,這種顯示塊有陰極與共陽(yáng)極兩種。 八位LED動(dòng)態(tài)顯示器電路 本系統(tǒng)的LED的驅(qū)動(dòng)電流由7片串級(jí)的串入并出的移位寄存器74LS164提供，基本可以保證LED的亮度，由工作于同步位移寄存器0模式的串行口輸出顯示數(shù)據(jù)，用一片74LS164作為顯示單位以及工作狀態(tài)的指示，數(shù)據(jù)與7位顯示串聯(lián)，即第8位顯示數(shù)據(jù)。 電源部分設(shè)計(jì)電路圖4 軟件電路的設(shè)計(jì) 主程序流程圖如圖41所示 初始化顯示一遍L(zhǎng)ED 掃描鍵盤(pán)有鍵按下？ N求取鍵值 Y鍵處理子程序圖41 主程序流程圖 中斷服務(wù)流程圖 定時(shí)器中斷服務(wù)流程圖中斷請(qǐng)求采用邊沿觸發(fā)來(lái)進(jìn)行中斷檢測(cè)，通過(guò)將信號(hào)送到特定的引線來(lái)檢測(cè)中斷。如此段時(shí)間中又有中斷請(qǐng)求，將造成中斷的設(shè)備判斷混亂，從而會(huì)造成中斷沖突、丟失，甚至使得設(shè)置無(wú)法正常工作。中斷嵌套: 一個(gè)CPU總會(huì)有若干中斷源，可以接受若干中斷源發(fā)出的中斷請(qǐng)求，但在同一瞬間，CPU只能響應(yīng)中斷源中的一個(gè)中斷請(qǐng)求，CPU為了避免在同一瞬間因響應(yīng)若干中斷源的請(qǐng)求而帶來(lái)的混亂，必須給每個(gè)中斷源的只能掛斷請(qǐng)求賦一個(gè)特定的中斷優(yōu)先級(jí)，以便CPU先響應(yīng)中斷優(yōu)先級(jí)高地中斷請(qǐng)求，然后再一次響應(yīng)中斷優(yōu)先級(jí)。COMPONENT CNT ISPORT (CLK,CLR：IN STD_LOGIC；Q：OUT STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0 ))。END COMPONENTC ONTRL2。SIGNAL INCLK: STD_LOGIC。BEGINOO = Q1(7 DOWNTO 0) WHEN SEL=000ELSE Ql( 15 DOWNTO 8) WHEN SEL=001 ELSEQl (23 DOWNTO 16)WHEN SEL=010 ELSEQl(31 DOWNTO 24) WHEN SEL=011 ELSEQ2 (7 DOWNTO 0 ) WHEN SE L = 100ELSEQ2 (15 DOWNTO 8) WHEN SEL = 101ELSEQ2 (23 DOWNTO 16) WHEN SEL=110ELSEQ2 (31 DOWNTO 24 ) WHEN SEL= 111 ELSE“00000000”FENPIN: PROCESS (FSTD)ISBEGINIF( FSTD39。END IF。CONTI: CNT PORT MAP(CLK=CLK1 ,CLR=CLRC,Q=Q1)。END ARCHITECTURE ART。所以我認(rèn)識(shí)到，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，不僅要擅于看懂書(shū)里面講的內(nèi)容，還要多向老師和同學(xué)請(qǐng)教，這樣能更好的學(xué)習(xí)到解決問(wèn)題的方法。其次，電自102班的各位同學(xué)在學(xué)習(xí)上都給了我莫大的幫助，在此一并表