【正文】 DelayMs(15)。 39。%39。 39。 39。 n2=n2+d。 sel1=1。 spul=0。 n1=8。 sel2=0。 sel1=1。 cl=0。 InitLcd()。 TimeNum[11]=(s%100)/10+39。 TimeNum[7]=(s%1000000)/100000+39。 TimeNum[3]=39。 t=t+d。 sel1=0。 sel0=1。 b=b+d。 sel1=1。 DelayMs(821)。 sprintf(Test1,Qing Guang Ming )。 } void init() { cl=0。 for (i=0。 RS=0。 } void WriteData(unsigned char c) { DelayMs(5)。 } ///////*******液晶顯示程序 ****//////// } void WriteCommand(unsigned char c) { DelayMs(5)。 char data TimeNum[]={ }。 sbit start=P0^7。 else pul。 eend=39。 then q3=39。 end process。 then q2=39。event and clk1=39。 clk3=not clk2。event and tclk=39。 end if。039。139。139。 signal tsq:std_logic_vector(31 downto 0)。 cl:in std_logic。 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 致 謝 在這次畢業(yè)設(shè)計的過程中，我得 到很多老師和同學(xué)的幫助，我的指導(dǎo)老師孫妍老師一直對我耐心指導(dǎo)，遇到問題時給我指出很有效的解決方法。整體流程圖如下圖所示， bclk 接標準頻率信號 40MHz， tclk 接被測信號， clr接 口， cl接 口， spul 接 口， sel sel sel0 分別接單片機 、 、 口， start 接 口， eend 接 口， data 接 P2 口，按鍵 K2 是復(fù)位開關(guān)顯示初始化內(nèi)容，按鍵 K3 接 測頻顯示，按鍵 K4 接 測占空比顯示。當 RS和 RW共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當 RS為低電平 RW為高電平時可以讀忙信號，當 RS為高電平 RW為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。定義一個 32 位的數(shù)據(jù)類型，把每次接受的 8 位數(shù)據(jù)通過“位移”指令和簡單的加法還大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 原為 32 位，再進行算術(shù)運算，得到想要的結(jié)果，驅(qū)動液晶顯示出來。 clr 為清零信號， cl為預(yù)置門信 號， start 為實際閘門信號， sel 為數(shù)據(jù)選擇器的控制端口， data 為數(shù)據(jù)傳送端口。標準信號的頻率為 fs，則被測信號的頻率如下式： fx=(Nx/Ns)*fs 在測量中，由于 fx 計數(shù)的啟停時間都是由該信號的上升沿出發(fā)的，在閘門時間 t 內(nèi)對 fx 的計數(shù) Nx無誤差，對 fs 的計數(shù) Ns 最多相差一個數(shù)的誤差， δ =1/fs 由上式可以看出，測量頻率的相對誤差與被測信號頻率的大小無關(guān)，僅與標準信號頻率有關(guān)，即實現(xiàn)了整個測量頻段的等精度。當預(yù)置門信號為低電平的時候，后面而來的被測信號的上升沿將使兩個計數(shù)器同時關(guān)閉，所測得的頻率為（ Fs/Ns） *，與被測信號的頻率無關(guān)。圖 33 中設(shè)置的 LPM_RAM 容量是 256 字節(jié)。 嵌入式鎖相環(huán) PLL50。從圖32 可見，它包含了“數(shù)據(jù) RAM 端口”和“程序存儲器端口”，是連接外接 ROM、 RAM的專用端口（此 ROM和 RAM都能用 LPM_ROM和 LPM_RAM在同一片 FPGA中實現(xiàn)）。通過鎖 相環(huán)將單片機時鐘設(shè)置為 40MHz。 JTAG、 VGA、 RS232 接口、 PS2 口、 USB 電源口。本課題主要是應(yīng)用已做好的 8051 IP 核設(shè)計等精度頻率計。著名的美國 Dataquest 咨詢公司將半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的 IP定義為用于 ASIC或 FPGA/CPLD中的預(yù)先設(shè)計好的電路模塊。 IP 核是將一些在數(shù)字電路中常用但比較復(fù)雜的功能模塊，設(shè)計成可修改參數(shù)的模塊，讓用戶可以直接調(diào)用這些模塊。這樣做減少了系統(tǒng)的功耗和成本，提高了性能和可靠性。為了達到處理速度和控制靈活性方面的需求，采用微控制器和可編程邏輯器件設(shè)計單片機嵌入式系統(tǒng)。其包含 4608個邏輯宏單元、 兩個鎖相環(huán)，約 20 萬門、約 12 萬 RAM bit。再加上 FPGA本身的高速性能，完成許多高性能指標的系統(tǒng)功能將變得十分容易；而把 CPU、鎖相環(huán)、數(shù)據(jù) RAM、程序 ROM、接口模塊、通信模塊、顯示控制模塊、數(shù)據(jù)采樣和信號發(fā)生模塊等等，都放在同一片 FPGA 內(nèi)，從而構(gòu)成 SOC 系統(tǒng)，這將使系統(tǒng)的設(shè)計效率和系統(tǒng)性能獲得極大的提高，這也是現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)的發(fā)展方向。與普通 MCS51 系列單片機一樣，8051 單片機核也含有 8 位復(fù)雜指令 CPU，其結(jié)構(gòu)框圖如圖 32 所示。 圖 32 8051V1 原理圖元件 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 8051 單片機 IP 軟核實用系統(tǒng)構(gòu)建 8051V1 核在接上了 ROM 和 RAM 后就成為一個完整的 8051 單片 機了，圖 33 是根據(jù)任務(wù)要求繪制的 8051V1 核實用系統(tǒng)的最基本構(gòu)建頂層原理圖，主要由 4 個部件構(gòu)成： 8051V1 核。此 ROM 可以加載 HEX 格式文件作為單片機的程序代碼。 圖 33 基本 8051CPU 核應(yīng)用 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 等精度頻率計設(shè)計 等精度測頻原理 等精度測頻的實現(xiàn)方法可簡化為圖 34 所示。首先由單片機給出給出閘門信號，在 t1 時間內(nèi)保持高電平，當單片機賦給預(yù)置門高電平信號時實際閘門并未打開此時計數(shù)器并不開始計數(shù)，而是等到被測信號的上升沿到來時才打開實際閘門，計數(shù)器才真正開始計數(shù)，然后單片機發(fā)給預(yù)置閘門低電平關(guān)閉信號，計數(shù)器并不立即停止計數(shù)，而是等到被測信號的上升沿到來時才關(guān)閉實際閘門信號開始結(jié)束計數(shù)，完成一次測試過程。 BZH 和 TF 模塊是兩個可控的 32位高速計數(shù)器， BENA 和 ENA 分別是它們的計數(shù)允許信號端，高電平有效。 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 圖 310 占空比仿真波形 單片機的功能 數(shù)據(jù)傳輸與計算 首先用 VHDL 語言編寫一個八選一數(shù)據(jù)選擇器，其封裝模塊如圖 38 所示，其主要功能是由 P0 口的 3 根輸出信號控制，將 32 位測頻數(shù)據(jù)分成 8 個四位依次送進單片機P2 的輸入口。 V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“陰影”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，表 31 是 HS1624 的內(nèi)部顯示地址。用 VHDL 語言設(shè)計采集頻率的部分，將測頻結(jié)果送到 8051 單片機 IP 核中處理， 8051 單片機軟核再驅(qū)動液晶顯示測頻和占空比數(shù)據(jù)。 entity etester is port(bclk:in std_logic。 data:out std_logic_vector(7 downto 0))。 begin start=ena。event and bclk=39。 tf:process(tclk,clr,ena) begin if clr=39。 then if ena=39。 then ena=39。 ma=(tclk and cl)or not(tclk or cl)。 then q1=39。 end process。 then q2=39。 elsif clk339。139。139。 sbit sel2=P0^6。 sbit RW = P3^1。 DelayUs(250)。 E=1。 E=1。 WriteData (c)。 WriteCommand(0x06)。 DelayMs(2)。 //按鍵 K3 按下，測量頻率 DelayMs(5)。 sel0=1。 sel1=0。 b=b+d。 t=8。 sel1=0。 39。039。039。H39。 } if(k4==0)。 clr=0。 sel0=0。 sel2=0。 _nop_()。 sel0=1。 sel1=0。 n2=n2+d。 TimeNum[3]=39。 TimeNum[7]