【正文】 計(jì)數(shù)器“相關(guān)計(jì)數(shù)”和“硬件同步分頻”的高精度不等的缺陷，實(shí)現(xiàn)了高低頻率的等精度的測(cè)量，極大地提高了測(cè)量精度。基于傳統(tǒng)測(cè)頻原理的頻率計(jì)的測(cè)量計(jì)的測(cè)量精度將隨被測(cè)信號(hào)頻率的下降而降低,在使用中有較大的局限性,而等精度頻率計(jì)不但具有較高的測(cè)量精度,而且在整個(gè)頻率區(qū)域能保持恒定的測(cè)試精度。它不僅可以測(cè)量正弦波、方波和尖脈沖信號(hào)的頻率，而且還能對(duì)其它多種物理量進(jìn)行測(cè)量。數(shù)字頻率計(jì)是專門用于測(cè)量信號(hào)頻率的裝置，并用十進(jìn)制數(shù)顯示。系統(tǒng)用 MSC—51 單片機(jī)作為控制核心，門控信號(hào)由定時(shí)計(jì)數(shù)器產(chǎn)生，但由于單片機(jī)的技術(shù)頻率有采用限，所以需要高頻信號(hào)進(jìn)行硬件分頻處理，AT89C51 完成運(yùn)算、控制及顯示功能；為克服通用數(shù)字電路集成度低、電路安裝布局不便的缺點(diǎn)，采用CPLD 完成邏輯處理功能，使電路大為簡(jiǎn)化；用模擬輸入通道實(shí)現(xiàn)信號(hào)的自動(dòng)增益控制計(jì)較寬的測(cè)頻范圍關(guān)鍵詞: CPLD 頻率計(jì) AT89C51 VHDL MSC—51ABSTRACTDigital frequency meter is used to measure the signal frequency devices, and decimal number display. Digital frequency is a kind of traditional measuring instrument, widely used in teaching, factories and schools in the pany. It not only can measure sine pulse, and pointed the pulse signal frequency, it can also on other measure multiphysical quantity. Such as mechanical vibration frequency, rotating speed of the rotation, etc., to convert, and then use frequency signal measurement program.This design USES digital frequency meter is used to measure the signal frequency devices, and that, it has the decimal measurement, high precision and fast technology convenience etc. It not only can measure sine pulse, and pointed the pulse signal frequency, but also to other measure multiphysical quantity. System using MSC 51 SCM as control core, door control signals generated by timing counter, but because the technology is adopted MCU frequency, so need high frequency signal processing, hardware, control and plete AT89C51 display function, To overe the mon digital circuit, low installation layout integration circuit faults, using the inconvenience of logic function, plete CPLD greatly simplified the circuit, In analog input signal channel of automatic gain control of the wide range of frequency measurement careKeyword: CPLD frequency meter AT89C51 VHDL MSC 51目 錄第一章 緒 論 ............................................1 引言 .................................................1 發(fā)展前景 .............................................2第二章 設(shè)計(jì)技術(shù)方案要求 ...................................3 技術(shù)指標(biāo)及要求 .......................................3 方案論證 .............................................3第三章 測(cè)量原理 ..........................................5 頻率測(cè)量模塊 .........................................5 直接測(cè)頻法 .......................................5 組合測(cè)頻法 .......................................6 倍頻法 ...........................................6 等精度測(cè)頻法 .....................................6 周期測(cè)量模塊 .........................................8 周期測(cè)頻法 .......................................8 時(shí)間測(cè)量 .........................................9 位測(cè)量 ...........................................9 等精度周期測(cè)量法 ................................10 硬件同步分頻，消除“分頻誤差” ..................10 脈寬測(cè)量模塊 ........................................10 占空比測(cè)量模塊 ......................................11第四章 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案及硬件實(shí)現(xiàn) .......................12 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案 ....................................12 單片機(jī)部分 ..........................................13 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析 ..............................13 AT89C51 單片機(jī) ..................................14第五章 CPLD 測(cè)頻專用模塊 ................................17 CPLD 數(shù)字電路設(shè)計(jì) ...................................17 VHDL 語(yǔ)言簡(jiǎn)介 ...................................17 VHDL 程序結(jié)構(gòu) ...................................18 VHDL 程序基礎(chǔ) ...................................19 VHDL 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) ...................................19 測(cè)頻/測(cè)周的實(shí)現(xiàn) .................................20 控制部件設(shè)計(jì) ....................................20 計(jì)數(shù)部件設(shè)計(jì) ....................................21 脈沖寬度測(cè)量和占空比測(cè)量模塊設(shè)計(jì) ................21結(jié) 論 ...................................................23參 考 文 獻(xiàn) ..............................................24附 錄 1 .................................................25致 謝 ...................................................33第一章 緒 論 引言在電子技術(shù)領(lǐng)域內(nèi),頻率是一個(gè)最基本的參數(shù),頻率與其它許多電參量的測(cè)量方案、測(cè)量結(jié)果都有十分密切的關(guān)系，因此，頻率的測(cè)量就顯得更為重要。本設(shè)計(jì)采用的數(shù)字頻率計(jì)是專門用于測(cè)量信號(hào)頻率的裝置，并用十進(jìn)制顯示，它具有測(cè)量迅速、精度高、技術(shù)方便等優(yōu)點(diǎn)。它不僅可以測(cè)量正弦波、方波和尖脈沖信號(hào)的頻率，還能對(duì)其它多種物理量進(jìn)行測(cè)量。 數(shù)字頻率計(jì)的研究Digital frequency of research學(xué) 生: 專 業(yè)：電子信息工程 班級(jí) 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo) 教師： 學(xué) 院: 電子信息工程摘 要數(shù)字頻率計(jì)是專門用于測(cè)量信號(hào)頻率的裝置，并用十進(jìn)制數(shù)顯示。數(shù)字頻率計(jì)是一種傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器，廣泛應(yīng)用于學(xué)校教學(xué)、工廠和公司中。例如機(jī)械振動(dòng)頻率，轉(zhuǎn)動(dòng)體的轉(zhuǎn)動(dòng)速度等，均可先轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后用頻率計(jì)測(cè)量。它不僅可以測(cè)量正弦波、方波和尖脈沖信號(hào)的頻率，而且還能對(duì)其它多種物理量進(jìn)行測(cè)量。而且,目前在電子測(cè)量中,頻率的測(cè)量精度是最高的。它具有測(cè)量迅速、精度高、讀數(shù)方便等優(yōu)點(diǎn)。例如機(jī)械振動(dòng)頻率、轉(zhuǎn)動(dòng)體的轉(zhuǎn)動(dòng)速度等，均可先轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后用頻率計(jì)測(cè)量。本系統(tǒng)以單片機(jī) AT89C51 為核心設(shè)計(jì)了一種用于頻率、周期和時(shí)間間隔測(cè)量的多功能測(cè)頻儀器，利用單片機(jī)的數(shù)學(xué)運(yùn)算和控制功能，結(jié)合大規(guī)模可編程邏輯器件(CPLD)，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量中的量程自動(dòng)切換，具有占空比、頻比、周比、時(shí)間差測(cè)量等功能。 發(fā)展前景在電子系統(tǒng)非常廣泛應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，到處可見到處理離散信息的數(shù)字電路。數(shù)字電路制造工業(yè)的進(jìn)步，使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員能在更小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更多的功能，從而提高系統(tǒng)可靠性和速度。由于數(shù)字集成電路與電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展緊密相關(guān)，因而發(fā)展很快，目前已是