【正文】 ……………………………………4 占空比測量模塊……………………………………………………………………4 標(biāo)準(zhǔn)頻率發(fā)生電路…………………………………………………………………4 小信號處理部分……………………………………………………………………4第二章 基本測量原理與理論誤差分析……………………………………………….6 等精度頻率/周期測量技術(shù)………………………………………………………...6 預(yù)置門時間信號與閘門時間信號…………………………………………………7 高精度恒誤差周期測量法…………………………………………………………7 脈沖寬度測量理論誤差分析………………………………………………………7 周期脈沖信號占空比測量誤差分析………………………………………………7第三章 方案的實現(xiàn)…………………………………………………………………….9 穩(wěn)壓電源設(shè)計………………………………………………………………………9 測量控制電路………………………………………………………………………9 輸入信號處理部分………………………………………………………………..10 小信號處理部分…………………………………………………………………..10 標(biāo)準(zhǔn)頻率方波發(fā)生電路…………………………………………………………..10 顯示器電路………………………………………………………………………..11 實際數(shù)字測量部分………………………………………………………………..14第四章 單片機控制與運算程序的設(shè)計……………………………………………...18 主流程圖…………………………………………………………………………..18 VHDL源程序………………………………………………………………………19第五章 結(jié)束語………………………………………………………………………...25致謝…………………………………………………………………………………….26參考文獻……………………………………………………………………………….27緒論數(shù)字頻率計是數(shù)字電路中的一個典型應(yīng)用，是計算機、通訊設(shè)備、音頻視頻等科研生產(chǎn)領(lǐng)域不可缺少的測量儀器。實際的硬件設(shè)計用到的器件較多，連線比較復(fù)雜，而且會產(chǎn)生比較大的延時，造成測量誤差、可靠性差。相比傳統(tǒng)的電路系統(tǒng)的設(shè)計方法，VHDL具有多層次描述系統(tǒng)硬件功能的能力，支持自頂向下（ToptoDown）和基于庫（LibraryBased）的設(shè)計的特點，因此設(shè)計者可以不必了解硬件結(jié)構(gòu)。 ② 增大Tpr或fs可以增大Ns, 減少測量誤差, 提高測量精度。 七段LED的段選碼 在微機應(yīng)用系統(tǒng)中使用LED顯示塊構(gòu)成N位LED顯示器。 EVENT AND CLK=39。IF ENA=39。 ENTITY REG32B IS DOUT:OUT STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0))。USE 。 ELSE CLR_CNT=39。entity display is when 0001=seg=00000110。 END COMPONENT。 BEGINU0:TESTCTL PORT MAP(CLK=CLK,TSTEN=SE,CLR_CNT=SC,LOAD=SL)。使用單片機完成整個測量電路的控制，數(shù)據(jù)處理和顯示輸出。在調(diào)試的實驗中，簡易數(shù)字頻率計能夠準(zhǔn)確的測試頻率和周期，而且測量精度基本上滿足指標(biāo)的要求。SIGNAL S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8:STD_LOGIC。 END COMPONENT CNT10。 end case。 when 0111=seg=00000111。 when 001=bcd=dout(7 downto 4)。end if。 use 。 THEN END ARCHITECTURE ART。 END IF。 這種顯示塊有陰極與共陽極兩種。 CLKENCLK CNT2 OUT2CLRCLKENCLK CNT1 OUT1CLRD Q預(yù)置門控信號標(biāo)準(zhǔn)頻率信號 被測信號清零信號 等精度測頻法原理框圖設(shè)在一次預(yù)置門時間Tpr內(nèi)對被測信號的計數(shù)為Nx，對標(biāo)準(zhǔn)的計數(shù)值為Nx，則下式成立： fx / Nx = fs / Ns () 由此可推得 fx = fs Nx / Ns () 相對誤差公式 δ = 177。設(shè)計者的工作僅限于利用軟件方式，即利用硬件描述語言（如VHDL）來完成對系統(tǒng)硬件功能的描述。 AbstactWith the adoption of the topdown design method and AT89C51 SCMC (Single Chip Mico Computer) as the master control ponent of the system,the circuit test signalcontrolling,data operation processing,keyboard scanning,and nixie tube display as well were pleted by the digital CPLD programmed by VHDL,realized various sequence control and count system is characterized by impact structure,high reliability,high precision,and wide frequencytestrange.隨著復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）的廣泛應(yīng)用，以EDA工具作為開發(fā)手段，運用VHDL語言，將使整個系統(tǒng)大大簡化， 提高整體的性能和可靠性。從系統(tǒng)設(shè)計入手，在頂層進行系統(tǒng)方框圖的劃分和結(jié)構(gòu)設(shè)計，在方框圖一級用VHDL對電路的行為進行描述，并進行仿真和糾錯，然后在系統(tǒng)一級進行驗證，最后再用邏輯綜合優(yōu)化工具生成具體的門級邏輯電路的網(wǎng)表，下載到具體的CPLD器件中去，從而實現(xiàn)可編程的專用集成電路（ASIC）的設(shè)計。 ③ 測量精度與預(yù)置門寬度和標(biāo)準(zhǔn)頻率有關(guān), 與被測信號的頻率無關(guān), 在預(yù)置門和常規(guī)測頻閘門時間相同而被測信號頻率不同的情況下, 等精度測量法的測量精度不變. 標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差 標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差為?fs / fs, 因為晶體的穩(wěn)定度很高, 標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差可以進行校準(zhǔn), 相對于量化誤差, 校準(zhǔn)后的標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差可以忽略。 N位LED顯示器因為本設(shè)計用高精度恒誤差的頻率和周期測試方法, , 在標(biāo)準(zhǔn)頻率信號為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試方法相對誤差計算公式可以算出測量精度為: 1 / ( 50106 ) = 108即能夠顯示接近8位有效數(shù)字, 所以電路采用了8位LED顯示器. 。 139。139。 END ENTITY REG32B。 LOAD:OUT STD_LOGIC)。 039。 seg:out std_logic_vector(7 downto 0))。if clk39。t=t+39。 when others=bcd=0000。 when 1110=seg=01111001。end process。 CLK:IN STD_LOGIC。 PORT(LOAD:IN STD_LOGIC。 dout:in std_logic_vector(31 downto 0)。U1:CNT10 PORT MAP(CLK=FSIN,CLR=SC,ENA=SE,CQ=SD(3 DOWNTO 0),CARRY_OUT=S1)。采用兩個同步測周期計數(shù)器進行計數(shù)，并在FPGA中實現(xiàn)了系統(tǒng)集成，使設(shè)計更加靈活，可以在許多頻率測量的設(shè)計中取代門控計數(shù)器。 第5章 結(jié)束語在簡易數(shù)字頻率計的設(shè)計當(dāng)中，基本完成了設(shè)計任務(wù)書中的基本要求