基于EDA技术的多功能频率计设计方案

摘要：该课题分析了等精度频率计测量原理，并给出了其硬件设计方案。在该设计方法与传统的设计方法相比,具有外围电路简单,程序修改灵活和调试容易等特点.特别是在设计的初期阶段可以通过软件仿真来预知设计方案的可行性,便于及时的调整设计方案,避免了传统方法中到项目开发的后期才发现方案不妥,从而造成人力、物力的浪费
关键词：EDA技术 单片机 多功能频率计 FPGA

引言
在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此频率的测量就显得更为重要。测量频率的方法有多种,其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。电子计数器测频有两种方式：一是直接测频法，即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数；二是间接测频法，如周期测频法。直接测频法适用于高频信号的频率测量，间接测频法适用于低频信号的频率测量。
我们以往用的频率计大都是采用单元电路或单片机技术设计的，采用传统的手工设计发展而来的自底向上的设计方法。本设计采用自顶向下的设计方法.整个设计是从系统顶层开始的，结合模拟手段，可以从一开始就掌握所实现系统的性能状况，结合应用领域的具体要求，在此时就调整设计方案，进行性能优化或折衷取舍。随着设计层次向下进行，系统性能参数将得到进一步的细化与确认，随时可以根据需要加以调整，，从而保证了设计结果的正确性，缩短了设计周期，设计规模越大，这种设计方法的优势越明显。EDA技术作为现代电子设计技术的核心，它依赖功能强大的计算机，在EDA工具软件平台上，对系统逻辑进行描述直至实现电子线路系统的功能。为此，笔者进行了深入的研究，以下就基于EDA技术的多功能频率计的电路原理、设计计算和实验调试等问题来进行具体分析讨论。

频率测量方法及原理
(1) 直接测频法：把被测频率信号经脉冲整形电路处理后加到闸门的一个输入端，只有在闸门开通时间T(以秒计)内，被计数的脉冲送到十进制计数器进行计数。
(2 ) 组合测频法：是指在高频时采用直接测频法，低频时采用直接测量周期法测信号的周期，然后换算成频率。
(3) 倍频法： 是指把频率测量范围分成多个频段，使用倍频技术，根据频段设置倍频系数，将经整形的低频信号进行倍频后再进行测量，对高频段则直接进行测量。倍频法较难实现。
(4) 等精度测频法： 其实现方法可用主控结构图5和时序逻辑图6来说明。

毕业设计说明书目录
1 引言……………………………………………………………………10
2 方案论证……………………………………………………………………10
   2．1方案一……………………………………………………………………10
   2．2方案二……………………………………………………………………11
3 多功能频率计电路设计和论证……………………………………………………11
    3．1 方案一……………………………………………………………………11
    3．2 方案二……………………………………………………………………12
    3. 2. 1 单片机控制模块……………………………………………………16
    3. 2. 2键盘电路设计………………………………………………………20
    3. 2. 3数码显示模块设计…………………………………………………21
   (毕业设计 )
    3. 2. 4 FPGA的内部结构及工作原理……………………………………22
    3. 2. 5放大整形电路的设计………………………………………………25
    3. 2. 6单片机与FPGA的连接设计…………………………………………26
    3. 2 . 7 电源电路设计 …………………………………………………………27
4. 软件设计……………………………………………………………………28
    4．1程序流程……………………………………………………………………28
    4．1．1系统主程序流程图…………………………………………………… 28
    4．1．2各子程序流程图…………………………………………………………29
    4．2程序……………………………………………………………………31
    4．2．1主程序……………………………………………………………………31
    4．2．2 各子程序…………………………………………………………………33
5．软硬件系统的调试………………………………………………………………35
    6. 结束语……………………………………………………………………37
7. 附录……………………………………………………………………38
8. 参考文献……………………………………………………………………39
 










参考文献
[1] 黄仁欣,  EDA技术实用教程. 北京: 清华大学出版社, 2005
[2] 刘南平,  现代电子设计与制作. 北京: 电子工业出版社, 2003
[3] 齐洪喜,陆颖,  VHDL电路设计实用教程. 北京: 清华大学出版社, 2004
[4] 潘松,黄继业,  EDA技术实用教程第二版. 北京: 科学出版社,2002
[5] 谭会生,张昌凡,  EDA技术及应用. 西安: 西安电子科技大学出版社,2004
[6] 李叶紫,胡辉， MCS-51单片机应用教程．北京：清华大学出版社，2004

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