【正文】 于1，所以的177?？紤]計(jì)數(shù)值的177。1計(jì)數(shù)誤差/，而且與被測(cè)量信號(hào)的頻率無(wú)關(guān)，即在整個(gè)測(cè)量頻段上是等精度的。1計(jì)數(shù)誤差/僅為，由此可見，這時(shí)多周期同步等精度測(cè)量法的測(cè)頻、測(cè)周期的精度在整個(gè)測(cè)量頻段上均可達(dá)到量級(jí)。13 頻率計(jì)組成模塊框圖其主要由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：(1) 信號(hào)整形電路。(3) 單片機(jī)電路模塊。(5) 鍵盤模塊。9 穩(wěn)壓電源電路 本項(xiàng)設(shè)計(jì)要求的電源均為177。14。如果壓擺率的值低于此值，輸出就會(huì)引起震蕩，這是應(yīng)當(dāng)避免的。這個(gè)結(jié)果表明。為了留有余地，設(shè)計(jì)放大級(jí)時(shí)按40倍的穩(wěn)定增益來(lái)考10慮。綜合起來(lái)，從輸入級(jí)到第二放大級(jí)其帶寬大于10MHz的指標(biāo)要求完全可以達(dá)到的。此外電源引腳附近也需要加接良好的去耦電容，布線短，數(shù)字電源和模擬電源的接地要分開，以免比較器輸出端的數(shù)字信號(hào)干擾模擬電路部分的工作。 信號(hào)放大整形電路11 單片機(jī)控制電路對(duì)單片機(jī)這部分的主要指標(biāo)考慮如下：①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；②要有豐富的四則算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算指令，指令執(zhí)行速度要快；③片內(nèi)除RAM外還要有EPROM；④至少有兩個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；⑤有外部中斷輸入引腳；⑥具有串行通信口；⑦價(jià)格要低廉。因此，我們選擇單片機(jī)和CPLD的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的P1口設(shè)置5個(gè)功能鍵：占空比、脈寬、周期、頻率、自檢，進(jìn)行各測(cè)試功能的轉(zhuǎn)換。12 等精度數(shù)字頻率計(jì)電路系統(tǒng)原理框圖 標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)源本設(shè)計(jì)采用50MHZ的晶體振蕩器產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)頻率方波信號(hào)(頻標(biāo))供數(shù)字測(cè)量電路使用。1318 數(shù)碼管顯示模塊從實(shí)驗(yàn)條件等實(shí)際出發(fā)考慮，數(shù)碼管顯示模塊采用了ZLG7289。 ZLG7289與單片機(jī)的連接因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)用高精度恒誤差的頻率和周期測(cè)試方法，預(yù)置門時(shí)間為1s，在標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)為50MHz的情況下，根據(jù)上文討論的高精度恒誤差的頻率和周期測(cè)試方法相對(duì)誤差計(jì)算公式可以算出測(cè)量精度為1／(150106)=210－8即能夠顯示接近8位有效數(shù)字，所以，電路中采用了8位LED顯示器.其中7個(gè)LED數(shù)碼管組成測(cè)量數(shù)據(jù)顯示器，另一個(gè)獨(dú)立的數(shù)碼管用于狀態(tài)顯示。15 CPLD測(cè)頻專用模塊的設(shè)計(jì)： 等精度頻率計(jì)主邏輯結(jié)構(gòu)圖，預(yù)置門控信號(hào)CL可由單片機(jī)發(fā)出，可以證明，CL的時(shí)間寬度對(duì)測(cè)頻精度幾乎沒有影響，在此設(shè)其寬度為Tpr。這是一個(gè)初始化的操作。 ，CL的寬度和發(fā)生的時(shí)間都不會(huì)影響計(jì)數(shù)使能信號(hào)（START）允許計(jì)數(shù)的周期總是恰好等于待測(cè)信號(hào)TLCK的完整周期數(shù)，這正是確保TLCK在任何頻率條件下都能保持恒定精度的關(guān)鍵。 頻率計(jì)CPLD部分的VHDL程序，以及測(cè)頻原理，可以寫出相應(yīng)的VHDL功能描述。 ENTITY etester IS PORT(BCLK:IN STD_LOGIC。 當(dāng)SPUL為高電平時(shí)，CL為預(yù)置門控信號(hào)，用于測(cè)頻計(jì)數(shù) 時(shí)間控制當(dāng)SPUL為低電平時(shí)，CL為測(cè)脈寬控制信號(hào) CL高電平時(shí)測(cè)高電平脈寬而當(dāng)CL為低電平時(shí)，測(cè)低電平脈寬SPUL:IN STD_LOGIC。 數(shù)據(jù)讀出選同控制DATA:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0))。 測(cè)頻計(jì)數(shù)器SIGNAL ENA : STD_LOGIC。 BEGIN START = ENA。 THEN BZQ = (OTHERS=39。EVENT AND BCLK = 39。 THEN BZQ = BZQ + 1。 19TF : PROCESS(TCLK, CLR, ENA) 待測(cè)頻率計(jì)數(shù)器，測(cè)頻計(jì)數(shù)器BEGIN IF CLR = 39。EVENT AND TCLK = 39。 THEN TSQ = TSQ + 1。 PROCESS (TCLK, CLR) BEGIN IF CLR = 39。EVENT AND TCLK=39。 END PROCESS。 CLK3=NOT CLK2。 THEN Q1 = ‘0’。 THEN Q1 = ‘1’。139。139。 DD3: PROCESS (CLK3, CLR) BEGIN IF CLR = 39。EVENT AND CLK3 = 39。 END PROCESS。039。 WHEN SS=11 ELSE EEND為低電平時(shí)，表示正在計(jì)數(shù)，由低電平變到高電平 39。 ELSE 標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)器時(shí)鐘使能控制信號(hào)，當(dāng)SPUL為1時(shí)，測(cè)頻率23PUL WHEN SPUL=39。利用VHDL設(shè)計(jì)的測(cè)頻模塊其中有關(guān)的接口信號(hào)規(guī)定如下：BCLK：標(biāo)準(zhǔn)頻率輸入信號(hào)，50MHz。 CL：預(yù)置門控制輸入，時(shí)間為1s，高電平有效，由單片機(jī)向CPLD發(fā)出。 EEND：在測(cè)脈寬期間（SPUL=‘0’），由低電平變?yōu)楦唠娖?，表示脈寬計(jì)數(shù)結(jié)束，EEND信號(hào)由單片機(jī)讀取。 當(dāng)SEL分別等于：“100”、“101”、“110”、“111”；可由DATA分別讀出：TSQ[7..0]、[15..8]、[23..16]、[31..24]共32位。時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行等精度測(cè)頻。)，直到此后被測(cè)信號(hào)TCLK出現(xiàn)一個(gè)上升沿，START=‘1’時(shí)2個(gè)計(jì)數(shù)器同時(shí)啟動(dòng)分別對(duì)被測(cè)信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)開始計(jì)數(shù)，其中BZQ和TSQ分別為標(biāo)準(zhǔn)頻率計(jì)數(shù)器和被測(cè)頻率計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值。仿真波形中TCLK和BCLK的周期分別設(shè)置為10μs和500ns。2225 頻率/周期測(cè)量仿真圖 脈寬/占空比測(cè)量仿真圖，取SPUL=39。由VHDL程序和RTL電路圖可以分析，CL和CLR的功能都發(fā)生了變化，前者為39。時(shí)測(cè)低電平的脈寬；而后者CLR變?yōu)椤?’時(shí)作系統(tǒng)初始化，由‘1’變?yōu)椤?’后啟動(dòng)電路系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)計(jì)數(shù)器BZQ準(zhǔn)備對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)。23由此不難算出，TCLK的高電平脈寬應(yīng)該等于4BH乘以BCLK的周期。與單片機(jī)可以按照如下方式接口：(1) 單片機(jī)的P0口接八位數(shù)據(jù)DATA[7..0]，負(fù)責(zé)讀取測(cè)頻數(shù)據(jù)。(4) EEND()與START功能基本相同，當(dāng)其由低電平變到高電平使指示脈沖寬度計(jì)數(shù)結(jié)束。這時(shí)，CL若為‘1’，測(cè)TCLK的高電平脈寬，而當(dāng)CL為‘0’，則測(cè)TCLK的低電平脈寬。 單片機(jī)主程序的設(shè)計(jì)當(dāng)系統(tǒng)通過5V電源供電時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入自檢狀態(tài)，由單片機(jī)發(fā)出按鍵掃描信號(hào)對(duì)各個(gè)按鍵進(jìn)行掃描。(CL控制端)給出一個(gè)高電平的脈沖。 、[2..0]相接，用于控制多路通道的數(shù)據(jù)選擇。在測(cè)量周期時(shí)只要將計(jì)算結(jié)果由頻率值取倒數(shù)轉(zhuǎn)換為周期值即可。單片機(jī)讀入測(cè)量結(jié)果后，還要根據(jù)等精度測(cè)頻原理進(jìn)行計(jì)算，才能得到最終的測(cè)量結(jié)果。 軟硬件的調(diào)試1. 正確合理布線，在電子電路中，由于布線錯(cuò)誤而引起的故障占有很大比例。 2. 調(diào)試綜合電子電路，可按功能將其劃分為幾個(gè)獨(dú)立的子單元，逐一布線進(jìn)行調(diào)試，后將各單元連接起來(lái)統(tǒng)調(diào)，這樣成功的把握性更大。5. 充分利用仿真器的調(diào)試功能方法，如置斷點(diǎn)、單步運(yùn)行等，可方便找到問題所在，取得事半功倍的效果。(2) 當(dāng)顯示為E時(shí)，是頻率測(cè)量狀態(tài)，單位Hz，如果前面出現(xiàn)兩個(gè)小數(shù)點(diǎn)，則第二個(gè)小數(shù)點(diǎn)表示MHz。 小結(jié)1. 在系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方面，充分利用單片機(jī)和CPLD各自的優(yōu)勢(shì)，將測(cè)控的主體分配給CPLD，既可滿足頻測(cè)對(duì)速度方面的要求和多I/O口的要求，同時(shí)利用單片機(jī)具有良好的人機(jī)接口和控制運(yùn)算的功能，可以較簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)鍵盤和顯示控制以及數(shù)據(jù)處理運(yùn)算。2. 系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試成功后，可將單片機(jī)程序通過編程器固化到單片機(jī)中，將VHDL設(shè)計(jì)經(jīng)過綜合適配后的網(wǎng)表對(duì)CPLD進(jìn)行編程下載，將整個(gè)系統(tǒng)的外圍電路設(shè)計(jì)制作印刷電路板。在過去的這段時(shí)間中，我得到了來(lái)自各方面的熱情幫助，在此向在我學(xué)業(yè)生涯中所有幫助過我的朋友表示深深的謝意.3334附錄A 英文資料及翻譯Development and application of microcontrollerFrom radio world to the microcontroller world The modern puter technology industrial revolution, will the world economy from capital economy into the age of the knowledge economy. In the electronic world field, the radio times from the 20th century has e to the 21st century using puter technology center for intelligent modern electronics systems era. Modern electronic system of basic core is embedded puter system (hereinafter referred to as the embedded system), and singlechip microputer is the most typical, the most widespread, the most popular embedded system. One, the world of radio made severalIn 1950s and 1960s, the most representative of advanced electronic technology is radio technology, including radio, radio, wireless munication (message), amateur radio stations and radio orientation, navigation, etc telemetry, remote control and remotesensing believe technology. Early is these electronic technology led many teenagers into a wonderful electronic world, radio technology shows the prospect of contemporary technical life wonderful. Electronic science begins to form a new subject. Radio electronics, wireless munication began the process of electronic world. Radio technology not only in the advanced science and technology from the representative, and spread to professional scientific fields, attracted broad adolescent, and make them find great pleasure. From the bedside ore radios to specialized radio。s industrial revolution. And the puter industry the most important marks revolution of the embedded application is the birth of the puter. Modern electronic puter is should the birth of numerical requirements. In a long time, electronic puters are massive numerical calculation for its development. But the electronic puter show the logical operation, processing, control ability, attracted the electronic control expert in the field, they demand to meet the control object embedded application requirements, achieving the puter system. If will satisfy the mass data processing puter system called general puter system, then can be embedded into object system (such as ships, aircraft, engine, etc) the puter system is called embedded puter. Obviously, the technology development direction is different. Former request mass data storage, handling capacity and high speed data processing analysis and transmissi