【正文】 模塊進行源程序設計。其系統(tǒng)原理框圖如圖 所示。一般取 1 s作為閘門時間。閘門時間越長，得到的頻率值就越準確，但閘門時間越長，則每測一次頻率的間隔就越長。 測頻法就是在確定的閘門時間 Tw內(nèi)，記錄被測信號的變化周期數(shù)（或脈沖個數(shù)） Nx，則被是信號的頻率為 fx=Nx/Tw 。 基于 VHDL 的頻率計設計 4 第 3 章 數(shù)字頻率計的方案設計 6 位數(shù)字頻率計電路的設計 , 應用 MAX+PLUSⅡ軟件平臺 , 來說明 VHDL 語言在 EDA仿真中的應用。 （ 5）對頻率計的附件電路進行設計，完成總體的頻率計設計，使其成為一個完整系統(tǒng)。 （ 3）用 VHDL 語言對各個模塊和頂層電路進行設計。 課題的研究內(nèi)容 （ 1）比較分 析常用頻率計的原理和差別，選擇適合本設計的設計方法。 。 九江學院學士學位論文 3 第 2 章 數(shù)字頻率計的要求 在電子技術(shù)中，頻率是最基本的參數(shù)之一，并且與許多電參量的測量方案、測量結(jié)果都有十分密切的關(guān)系，因此頻率的測量就顯得更加重要。 通過對上述幾種主要測頻方法的簡單介紹可以了解到，每一種測頻方法各有自己的優(yōu)缺點和使用的場合，在不同的應用條件下具有一定的優(yōu)勢。全同步數(shù)字測頻法徹底消除了被測信號和基準頻率信號的177。直接測頻法方法簡單，但精度不高；內(nèi)插法和游標法精度有所提高，但由于采 用的是模擬方法，電路設計復雜；精度較高的多周期同步測量法還可以和其他方法如內(nèi)插法、游標法等結(jié)合使用，這樣可以在一定的程度上提高測量精度，但沒能消除基準頻率信號的177。 目前，頻率測量的方法有比較測頻法、響應測頻法、直接測頻法、內(nèi)插法、游標法、多周期同步法、全同步數(shù)字測頻法等等。如配備激光測距傳感器可以得到被測距離，配備轉(zhuǎn)速傳感器又可以得到平均轉(zhuǎn)速或瞬時轉(zhuǎn)速等。例如，泰克推出的最新頻率計／分析儀不僅能夠精確測量出頻率、周期、時間、脈沖或相位、占空比、 Vmax、 Vmin、 Vpp 等 13 種以上不同的參數(shù)，還提供數(shù)據(jù)統(tǒng)計、柱狀圖以及趨勢圖等被測信號進行全面分析的分析模式，而且還能進行時域的 Allan 方差測試；泰克的 FCA3000 和 FCA3100 系列提供了最高達 20GHz 的寬頻率范圍，而且實現(xiàn)了每秒 12 位數(shù)字頻率分辨率和單次 50 ps(FCA3100)或 100 ps(FCA3000)的時間分辨率。目前國內(nèi)基于 VHDL 的頻率計設計 2 外在頻率測量方面的理論和系統(tǒng)方法都比較成熟，而且電子計數(shù)器可以實現(xiàn)頻率、頻率比、周期、時間間隔、脈寬等多種參數(shù)的測量，早就突破了早期的只能用來測量頻率或進行計數(shù)的概念。 SOPC 具有信號處理快 、設計周期短、成本低、易集成等特點，被稱為“半導體產(chǎn)業(yè)的未來 ，這也將成為未來儀器儀表測量系統(tǒng)設計的發(fā)展方向。 大規(guī)模可編程邏輯器件的快速發(fā)展，使得 SOPC(system Oil programmable chip，片上可編程系統(tǒng) )成為可能。這對傳統(tǒng)的通用集成電路來說則需要重新設計、重新布線，而可編程邏輯器件的出現(xiàn)克服了這個缺點。但數(shù)字頻率計仍然存在很多缺點如電路復雜、設計周期較長、測量范圍有限、靈活性差等等。早期采用分立元件設計的頻率計成品體積大、穩(wěn)定性差、功耗高而且設計費時、設計周期長，不能很快的將最初的概念設想轉(zhuǎn)為系統(tǒng)實現(xiàn)。本數(shù)字頻率計的設計是根據(jù)頻率計的測頻原理，可以選擇合適的時基信號對輸入被測信號脈沖進行計數(shù)，實現(xiàn)測頻的目的。頻率信號易于傳輸，抗干擾性強，可以獲得較好的測量精 度。而且將來的不久他們的身影將會更頻繁的出現(xiàn)在我們身邊。它在人們?nèi)粘Ｉ钜阎饾u嶄露頭角。 FPGA 九江學院學士學位論文 III 目 錄 摘 要 ........................................................................................................................... I The frequency meter based on VHDL design ............................................................... II Abstract....................................................................................................................... II 第一章 緒論 .................................................................................................................. 1 1． 1 課題的研究背景 ........................................................................................... 1 1． 2 頻率計發(fā) 展現(xiàn)狀 ........................................................................................... 1 第 2 章 數(shù)字頻率計的要求 ........................................................................................ 3 主要技術(shù)指標 ................................................................................................. 3 課題的研究內(nèi)容 ............................................................................................. 3 第 3 章 數(shù)字頻率計的方案 設計 ................................................................................ 4 基本原理 ....................................................................................................... 4 ． 1 頻率計測量頻率的設計原理 ........................................................... 4 頻率計測量頻率的原理圖 ................................................................... 4 設計 流程圖 ................................................................................................... 5 第 4 章 數(shù)字頻率計各模塊功能介紹 ........................................................................ 6 頻率控制模塊的 VHDL 語言源程序 ............................................................ 6 頻率控制模塊的程序如下： ............................................................ 6 頻率控制模塊 CNT12....................................................................... 7 十進制加法計數(shù)器 CNT10 的 VHDL 語言源程序 ...................................... 7 十進制計數(shù)器的程序 ........................................................................ 7 十進制計數(shù)器的頂層設計 ................................................................ 9 系統(tǒng)模塊的 VHDL 語言源程序 .................................................................... 9 系統(tǒng)模塊的設計 ................................................................................... 9 系統(tǒng)模塊的程序 .................................................................................. 9 鎖存器 LOCK 的 VHDL 語言源程序 ........................................................ 13 鎖存器 LOCK 的程序 ....................................................................... 13 鎖存器 LOCK 頂層設計圖 ............................................................... 14 譯碼模塊 DECODER 的 VHDL 語言源程序 ............................................ 15 譯碼模塊 DECODER 的程序 ........................................................... 15 四選一選擇器 MUX41 的 VHDL 語言源程序 ........................................... 16 MUX41 程序 ...................................................................................... 16 四進制計數(shù)器 CNT4 的 VHDL 語言源程序 ............................................. 17 四進制計數(shù)器 CNT4 的程序 ............................................................ 17 四進制計數(shù)器 CNT4......................................................................... 17 基于 VHDL 的頻率計設計 IV 250 分頻器的 VHDL 語言源程序 ............................................................ 18 250 分頻器的程序 ........................................................................... 18 250 分頻器 ....................................................................................... 18 九江學院學士學位論文 1 第一章 緒論 在科技高度發(fā)展的今天，集成電路和計算機應用得到了高速發(fā)展。 Add the sensors in the circuit, but also can be made into digital pulse apparatus, meter, etc. So the digital frequency meter has been widely applied in measuring physical quantities. This design with VHDL on the CPLD device to realize digital frequency meter frequency measurement and control system, can use decimal digital display measured signal frequency, but also to measure a variety of other physical quantities. With the characteristics of small volume, high reliability, low power c