基于单片机和CPLD的等精度频率计

摘要数字频率计是一种用于测量周期信号在单位时间内变化的物理量、显示被测信号频率的工具。本课题主要设计了基于等精度原理的频率计，该频率计系统由CPLD 部分和单片机部分构成，选用 MAX II 系列 CPLD 芯片 EPM240GT100C5 与STC89C52RC 单片机。CPLD 部分使用 VHDL 语言编写各个功能模块，然后生成特定功能元器件，最终绘制成原理图。整个 CPLD 软件设计在 Quartus II 平台上完成，借助仿真器下载到CPLD 芯片中，实现计数、锁存等功能，并且将计数值输出到单片机接口。单片机部分使用Keil 软件编写 C 语言，实现时序控制、数值计算、数码管显示的功能。该系统兼有单片机的灵活控制性和CPLD 的现场可编程性，同时在较宽的频率范围内具有较高且相等的测频精度。19275
关键词数字频率计等精度测量单片机 CPLD
Title Equal precision frequency meter based on single-ship microcomputer and CPLD
Abstract
Digital frequency meter is a kind of tool used for measuring the change
numbers of the periodic signal in unit time, and displaying the frequency
of the measured signal. This project is mainly designed of the frequency
meter based on the principle of equal accuracy. The frequency meter system
consists of the part of CPLD and single chip microcomputer(SCM), using
EPM240GT100C5 of the MAX II series CPLD chip and STC89C52RC SCM. The part
of CPLD uses VHDL language to get each functional module, then it generates
a specific function components, and finally gets the schematic diagram
(SCH). On the platform of Quartus II, the CPLD program is designed to
realize the function such as counting , latches. With the help of the
simulator, the program is downloaded into CPLD chip, then the CPLD outputs
the data to the SCM interface. MCU part uses C language to write, using
Keil software to realize the function such as sequential control ,
numerical calculation and digital tube display. This system has both
flexible control of single chip microcomputer and programmable performance
of CPLD, and at the same time, it has high and equal frequency accuracy
in a wide frequency range.
Keywords digital frequency meter precision measurement single-chip
microcomputer CPLD
目次
1 绪论..1
1.1 数字频率计概述.1
1.2 数字频率计的发展状况及研究概况..1
1.3 研究背景及研究意义..1
1.4 本课题的主要内容2
2 系统设计原理.2
2.1 直接测频法2
2.2 等精度测频法..4
3 硬件电路分析.5
3.1 单片机部分5
3.2 CPLD部分7
3.3 系统顶层模块设计9
3.4 单片机和CPLD的连接9
4 测频系统软件设计与仿真10
4.1 相关软件介绍10
4.1.1 Keil uVision4 简介..10
4.1.2 STC-ISP软件介绍11
4.2 Quartus II 7.0 简介..11
4.2.1 原理图设计方式12
4.2.2 VHDL 硬件描述语言设计方式16
4.3 CPLD各模块仿真与分析.17
4.3.1 频率计部分的时序仿真与分析17
4.3.2 数码管驱动部分21
4.3.3 CPLD 原理图综合..23
4.4 单片机部分.24
5 实验结果分析..25
总结28
致谢29
参考文献.30
1 绪论
本章首先引出了数字频率计的基本概念，让读者对数字频率计有一个基本的了
解，接着介绍了频率计的研究现状及发展状况、研究背景和研究意义，最后阐述了本
课题所研究的内容。
1.1 数字频率计概述
数字频率计是采用数字电路制作成的能实现对周期性变化信号频率测量的仪器。
一般的数字频率计由时基（T）电路、计数显示电路、输入电路以及控制电路这四部
分构成。频率计主要用于测量正弦波、矩形波、三角波和尖脉冲等周期信号的频率值。基于单片机和CPLD的等精度频率计:http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_10573.html