【正文】 .................................... 25 32 位計數(shù)器 .................................................................................................... 26 MUX648 多路選擇器 .................................................................................... 27 MUX21 選擇器 .............................................................................................. 28 時鐘發(fā)生器 .................................................................................................... 28 64 位移位寄存器 ............................................................................................ 29 數(shù)碼管字 型譯碼器 ........................................................................................ 30 數(shù)碼管片選譯碼器 ........................................................................................ 31 鍵盤編碼器 .................................................................................................... 32 單片機主控電路 .......................................................................................... 33 第五章 軟件電路設計 ............................................................................................................ 34 主程序 ....................................................................................................................... 34 復位自檢程序 ........................................................................................................... 35 數(shù)據(jù)輸出程序 ........................................................................................................... 36 頻率測量程序 ........................................................................................................... 37 數(shù)據(jù)讀入程序 ........................................................................................................... 37 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） VII 占空比測量控制程序 ............................................................................................... 37 鍵值讀取程序 ........................................................................................................... 38 數(shù)制轉換程序 ........................................................................................................... 39 第六章 系統(tǒng)性 能分析 ............................................................................................................ 42 頻率測量范圍分析 ................................................................................................... 42 低端頻率 ........................................................................................................ 42 高端頻率 ........................................................................................................ 42 測量精度分析 ........................................................................................................... 43 結 論 ...................................................................................................................................... 44 參考文獻 .................................................................................................................................. 45 附錄 A 系統(tǒng)原理圖（ a） ..................................................................................................... 46 附錄 A 系統(tǒng)原理圖（ b） ..................................................................................................... 47 附錄 B AT89C52 單片機內部方框圖 .................................................................................. 48 附錄 C 硬件電路的硬件描述語言 VHDL 描述 .................................................................. 49 附錄 D 單片機 C 語言程序 .................................................................................................... 64 致 謝 ...................................................................................................................................... 76 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 1 第一章 緒 論 研究背景 及意義 隨著電子技術與計算機技術的不斷發(fā)展，以單片 機為核心的測量控制系統(tǒng)層出不窮。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） III 等精度數(shù)字頻率計的設計 摘 要 本設計課題為基于 FPGA 和單片機的等精度數(shù)字頻率計的設計。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權說明 本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分或全部內 容。 作者簽名： 日 期： 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） II 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。在本設計中，采用先進的自上而下的設計方法，以 AT89C52 單片機作為系統(tǒng)的主控部件，實現(xiàn)整個電路的信號控制、數(shù)據(jù)運算處理等功能；一片現(xiàn)場可編程邏輯器件 FPGA（ Filed Programmable Gate Array） 芯片 FLEX EPF10K20RC2084 完成各種時序邏輯控制、計數(shù)功能。在被測信號中，經(jīng)常遇到以頻率為參數(shù)的信號，例如流量、轉速、晶體壓力傳感器以及經(jīng)過參變量 — 頻率轉換后的信號等。 頻率計發(fā)展概況 傳統(tǒng)的數(shù)字頻率計可以通過普通的硬件電路組合來實現(xiàn)，一般由分離元件搭接而成，其開發(fā)過程、調試過程十分繁鎖 ,而且由于電子器件之間的互相干擾，影響頻率計的精度，體積較大，已不適應電子設計的發(fā)展要求。掉電后， FPGA恢復成白片 ,內部邏輯關系消失 ,因此 FPGA 能夠反復使用。 本設計主要論述了利用 FPGA 進行測頻計 數(shù)，單片機實施控制的方法實現(xiàn)多功能頻率計的過程，使得頻率計具有了測量精度高、功能豐富、控制靈活等特點。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 4 第二章 等精度數(shù)字頻率計測頻原理及設計方法 等精度數(shù)字 頻率計測頻原理 常用測頻方法簡介 目前常用的測頻方法可以分為 3類 ， 即 : (1)比較法 通過與標準頻率 f0比較確定被測頻率 fx， 測量精度主要取決于標準頻率 f0的精度 。 當方波預置門控信號 CL 可由單片機發(fā)出， CL 的時間寬度對測頻精度影響較小，所以可以在 1 秒至 秒間選擇，在此設其寬度為 BZH 和 TF。傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設計只能對電路板進行設計，通過設計電路板來實現(xiàn)系統(tǒng)功能。半導體集成電路已由早期的單元集成、部件電路集成發(fā)展到整機電路集成和系統(tǒng)電路集成。接著進行結構設計，根據(jù)該電子系統(tǒng)或芯片的特點，將其內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 7 分為接口清晰、相互關系明確、盡可能簡單的子系統(tǒng)，得到一個總體結構。 (1) 主要性能參數(shù)： 32 可編程 I/O 線 (2) 引腳功能說明： VCC：供電電壓。 P1 口 管腳寫入 1 后，被內部上拉為高電平，此時可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地 址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無效。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。此外， AT89C51 設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。它的應用和發(fā)展不僅簡化了電路設計，降低了成本，提高了系統(tǒng)的可靠性和保密性，而且給數(shù)字系統(tǒng)的設計方法帶來了革命性的變化。用戶可以控制加載過程，在現(xiàn)場修改器件的邏輯功能，即所謂的現(xiàn)場編程。 (2) 高密度 具有 10000 到 250000 個可用門，高達 40960 位內部 RAM。 4 個全局信號可由 4 個專用輸入引腳驅動，也可以由器件內部邏輯驅動。 （ 2）設計與結構無關： MAX+PLUSⅡ 支持 Altera 公司的各種可編程邏輯器件，提供了工業(yè)界真正與結構無關的可編程邏輯設計環(huán)境。 [4] VHDL 語言簡介 硬件描述語言（ HDL， Hardware Description Language）是 EDA 技術的重要組成部