【正文】 第一個分頻器產(chǎn)生 ，以此類推最后一個分頻器產(chǎn)生 1s的閘門信號當頻率計開始工作時 ， 分頻器有一個默認的初始值，即產(chǎn)生閘門時間是一秒的閘門信號。由于不同的量程需要不同的閘門信號及相應(yīng)的清零和鎖存信號。139。 end if。event and x1=39。 if x2=39。 。039。139。039。039。 q1=x2。然后 清零信號 clr產(chǎn)生一個高電平 ,對計數(shù)器進行 清零 ，等待下一次計數(shù)。 then null。) then X2 X1 lock clr 圖 CNT101_7 產(chǎn)生的時序圖 陜西理工學院畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 19 頁 共 58 頁 if reset = 39。 r0_1=0。 elsif cp3=39。r0_1=0。r2_1=0。 else overflow=39。 end if。 end process p1。play3=r3_1。 計數(shù)器的波形仿真圖如圖 ， door當閘門信號高電平時允許計數(shù)，低電平時停止計數(shù)；input為被測信號的輸入端； reset為清零端（高電平有效）； enable為使能端（高電平有效）；play0、 play play play3為數(shù)據(jù)輸出端。鎖存器的位數(shù)應(yīng)跟計數(shù)器完全一樣。如果把發(fā)光二極管制成條狀，再按照一定的方式連接，組成數(shù)字 ―8―，就構(gòu)成 LED 數(shù)碼管。 3 與 8 內(nèi)部連通，（ — ）表示公共陰極，即接低電平。當 PN 結(jié)導通時，依靠少數(shù)載流子的注入及隨后的復合而輻射發(fā)光，其伏安特性與普通二極管相似。 a b c d e f g a f — ___ a b e d — c dp g 圖 共陰極數(shù)碼管外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 b 陜西理工學院畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 23 頁 共 58 頁 二、本設(shè)計采用動態(tài)掃描顯示。 Dot 為小數(shù)點選擇位，選擇不同的小數(shù)點表示不同的量程。顯示 2 when 0011=q=1001111。顯示 6 when 0111=q=0100111。不顯示 end case。 在測量時我們使 start始終置高電平，即讓頻率計始終保持工作狀態(tài) ，把被測信號加在 irq端，時鐘信號 clk的頻率為 100KHz。 陜西理工學院畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 25 頁 共 58 頁 由上圖 系統(tǒng)仿真 總圖（一），可知當閘門信號 door為高電平時開始計數(shù)， play0、 play playplay3為內(nèi)部計數(shù)器的輸出。但鎖存器仍然保持上次的測量結(jié)果，直到下次鎖存信號出現(xiàn)上升沿才顯示下次測量結(jié)果。只要有測量就有誤差存在。這樣，即便在相同的主門開啟時間 T（先假定標準時間相對誤差為零）內(nèi)，計數(shù)器所得的數(shù)卻不一定是相同的，這便是量化誤差（又稱脈沖計數(shù)誤差）即177。再聯(lián)系△ N為計數(shù)增量，它只能為實整數(shù)，經(jīng)討論可得△ N的取值只有三個可能值，即△ N=0， 1， 1。由式（ ）不難得出：脈沖計數(shù)相對誤差與被測信號的頻率成反比；與閘門時間成反比。 1Hz；若 Xf 為 1000Hz177。 1%，后者是 177。設(shè)晶振頻率 fc(周期為 Tc)，分頻系數(shù)為 m，所以有 1T=mTccm f= （ ） 對式（ ）微分，得 2cT cdfdmf= （ ） 由式（ ）和（ ）可知 cTcdfdTf= （ ） 考慮相對誤差定義中使用的是頻率增量符號△，所以增量符號代替式（ ）全微分符號可以改寫為 ccfTTf= （ ） 式（ ）表明：閘門時間相對誤差在數(shù)值上等于晶振頻率的相對誤差。= 辯 + 247。桫 （ ） 對式（ ）稍作分析可得：要提高頻率測量的精確度，應(yīng)采取如下措施： ○ 1 提高晶振頻率的準確度和穩(wěn)定度以減少閘門時間和誤差。計數(shù)式頻率計的測頻準確度主要取決于以其本身閘門時間的準確度、穩(wěn)定度和恰當?shù)倪x擇閘門時間。通過 MAX+Plus Ⅱ的Compiler進入編輯窗口然后在“ Assign”項中選“ Pin/Location/Chip”選項，在彈出的窗口的“ Node Name”項中輸入引腳名，此時會出現(xiàn)引腳性質(zhì)再單擊“ Add”按鈕即可。 數(shù)字頻率計設(shè)計完成并在 MAX+Plus Ⅱ仿真無誤后，我們應(yīng)下載到 CPLD/FPGA芯片上進行實測，觀察測試結(jié)果與實際是否相一致。我們在對頂層文件編譯時，提示此芯片資源不足，若采用 FLEX10K 系列芯片或 AUTO（計算機自動選擇）可以通過，需 287 個邏輯單元。 一、產(chǎn)生誤差的原意主要有以下幾點： （ 1）測量本身存在的 1? 誤差， 1? 誤差是系統(tǒng)不可避免的誤差，但它對測量結(jié)果影響不大。 （ 4）我們以示波器測量結(jié)果作為參考標準，示波器本身也有一定的誤差，我們在測量過程中用的示波器探頭并不是示波器原配探頭。 (3）被測頻率信號較低時，采用測周期的方法測量。此方法雖然原理簡單，實現(xiàn)容易。最初設(shè)計頻率計由于假定的外部晶振為 4MHz，仿真時時間較長導致死機，改變分頻系數(shù)后， 計數(shù)值正常。重新更換數(shù)碼管后顯示正常，測量的頻率值與示波器測得值基本吻合，只是其誤差較大，最大誤差為 4％。若要求具有更高的精確度那么我們既可以增加閘門時間， 也可以對被測信號進行倍頻 或者在低頻（被測頻率的值小于 10KHz）時采用周期法測量， 然后加一級除法器把測的周期轉(zhuǎn)化為頻率值。 在這里首先要感謝我的 指導老師張峰 老師 的悉心指導 。 其次要感謝和我一起作畢業(yè)設(shè)計的 李蒙 同學，她在本次設(shè)計中 一些獨特的見解是我茅塞頓開，我們在設(shè)計過程中對一些設(shè)計方案爭的是面紅耳赤，爭論不下就通過對比各自方案的仿真結(jié)果加以取舍， 如果沒有她 對我設(shè)計的大力支持 ， 單憑我一個人 完成此次設(shè)計將變得非常困難。 陜西理工學院畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 35 頁 共 58 頁 參考文獻 [1]張永瑞、劉振起、楊林耀等．電子測量技術(shù)基礎(chǔ) [M]． 西安：西安電子科技大學出版社， 1994． 137169頁． [2]劉輝、方林海、單承贛．電子儀器與測量技術(shù) [M]．合肥：中國科技大 學出版社， ． [3]孫煥根．電子測量與智能儀器 [M] ．浙江大學出版社， 1991． 137170 頁． [4]付家才 ． EDA 工程實踐技術(shù) [J]．北京：化學出版社， 2020， 175187頁． [5]潘松、黃繼業(yè) ． EDA 技術(shù)實用教程 [M]． 北京 :科學出版社 , 2020 .368375頁． [6]唐穎、阮文海 ． 基于 FPGA/CPLD芯片的數(shù)字頻率計設(shè)計 [J]． 杭州 .浙江樹人大學學報 ． [7]王振紅、錢飛 ． 基于 VHDL語言的數(shù)字頻率計的設(shè)計 [J]． .秦皇島：冶金自動 化 .2020年增刊． [8]楊守良 ． 基于 FPGA的數(shù)字頻率計的設(shè)計和實現(xiàn) [J]． 電子技術(shù) ． [9]林建英、伍勇 ． 自適應(yīng)快速高精度數(shù)字頻率計片上系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn) [J]． 大連：實驗科學與技術(shù) .2020 年第 1 期． [10]于海雁、李達斌、李強 ． VHDL 及其在數(shù)顯頻率計中的應(yīng)用 [J]． 沈陽： 沈陽工業(yè)大學學報。 Bozena Kaminska A unity gain high speed buffer to improve signal integrity in high frequency test interface[J]． 2020, , Journal of Electronic Testing． 陜西理工學院畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 36 頁 共 58 頁 附錄 A 英文文獻原文 （ From: 17 Fundamentals of Time and Frequency Introduction Coordinated Universal Time (UTC) Time and Frequency Measurement Accuracy . Stability Time and Frequency Standards Quartz Oscillators . Rubidium Oscillators . Cesium Oscillators Time and Frequency Transfer Michael A. Lombardi Fundamentals of Time and Frequency Transfer National Institute of Standards . Radio Time and Frequency Transfer Signals and Technology Closing Introduction Time and frequency standards supply three basic types of information: timeofday, time interval, and frequency. Timeofday information is provided in hours, minutes, and seconds, but often also includes the date (month, day, and year). A device that displays or records timeofday information is called a clock. If a clock is used to label when an event happened, this label is sometimes called a time tag or time stamp. Date and timeofday can also be used to ensure that events are synchronized, or happen at the same time. Time interval is the duration or elapsed time between two events. The standard unit of time interval is the second(s). However, many engineering applications require the measurement of shorter time intervals, such as milliseconds (1 ms = 10 3 s), microseconds (1 μs = 10 6 s), nanoseconds (1 ns = 10 9 s), and picoseconds (1 ps = 10 12 s). Time is one of the seven base physical quantities, and the second is one of seven base units defined in the International System of Units (SI). The definitions of many other physical quantities rely upon the definition of the second. The second was once defined based on the earth‘s rotational rate or as a fraction of the tropical year. That changed in 1967 when the era of atomic time keeping formally began. The current definition of the SI second is: The duration of 9,192,631,770 periods of the radiation corresponding to the transition between two hyperfine levels of the ground state of the cesium133 atom. Frequency is the rate of a repetitive event. If T is the period of a repetitive event, then the frequency f is its rec