基于FPGA的数字频率计设计+程序

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摘要：数字频率计是数字电路中一种比较常用的测量频率的仪器，本设计中，首先介绍了频率计的测量原理，根据自顶向下的设计理念，提出了总体的设计方案；其次在QUARTUSII开发环境中利用VHDL语言完成数字频率计底层模块——计数模块、锁存模块、控制模块和译码模块的设计，并对各个底层模块进行仿真，输出仿真波形，验证其正确性；最后根据设计方案搭建顶层模块，完成顶层实体的设计。54708

毕业论文关键词：数字频率计，自顶向下，仿真

Abstract: The digital cymometer is a kind of instrument for measuring frequency which is commonly used in digital circuit. In this design，introducing the measuring principle of frequency meter at first,then putting forward the overall design scheme according to the design idea from top to down. Secondly, using VHDL language to complete the design of the module which is down,such as counting module, latches module, control module and decoding module in the QUARTUSII development environment.Then, doing simulation of the underlying modules and outputting their waveform to determine if the modules are right.In the last, to complet the design of the entity by .building the top module according to the design idea.

Keywords: digital cymometer, from top to down, simulation

1 前言 4

2 数字频率计的设计原理 4

2.1 设计要求 4

2.2 数字频率计的工作原理 4

2.3方案提出及确定 6

2.4系统设计与方案论证 7

2.5小结 8

3 数字频率计底层模块设计 8

3.1 十进制计数器模块设计 8

3.2 四位锁存器模块设计 9

3.3 控制模块设计 9

3.4 译码显示模块设计 10

3.5 小结 11

4 频率计顶层设计 12

4.1 设计方案与选择 12

4.2 频率计电路原理图 12

结论 14

参考文献 15

致谢 16

附录 17

1 前言

现代电子系统的设计和应用在微电子技术和计算机技术的飞速发展下进入了一个全新的时代。市场的主体已经被高性能但结构简单的电子技术产品所占据。频率是电子信息技术中最基本的参数之一，而且还密切关系着很多电参量的测量方案和结果。所以，对频率进行测量就显得特别重要。

可以采用很多种方法对频率进行测量,主要有直接计数法、周期测频法、混合测频法和等精度测频法[1]。其中，用电子计数器测量频率比较好，测量精度高、速度快、使用方便，而且方便实现测量过程自动化，是测量频率的重要方法之一。数字式的频率计的测量原理主要两类：一是直接测频法，指在一定的闸门时间内测量被测信号的脉冲个数；二是间接测频法又称测周期法，如周期测频法。直接测频法适合用来测量高频信号的频率，通常采用计数器、数据锁存器及控制电路实现，并通过改变计数器阀门的时间长短达到不同的测量精度；间接测频法则适合拿其来测量低频率信号。此设计中就是用第一种直接测量的方法，也就是用计数器直接计出单位时间即1s内内输入信号周期的个数。