附录A 设计源程序 22

1 绪论

1。1 频率计的设计背景

20世纪后期，信息技术、电子技术获得了飞速的发展，在此推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地促进了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高。

微电子技术的进步使集成电路设计在不断地向超大规模、极低功耗和超高速的方向发展，在功能上，现代集成电路已能实现单片电子系统SOC（System on chip）的功能。

进入九十年代后，复杂可编程逻辑器件（Complex Programmable Logic Device）[1]已经成为ASIC的主流产品，在整个ASIC市场占有了较大的份额。它们一般具有可重编程特性，实现的工艺有EPROM技术、闪烁EPROM技术和EPROM技术，可用固定长度的金属线实现逻辑单元之间的互连。这种连续式结构能够方便地预测设计的时序，同时保证了CPLD的高速性能。CPLD的集成度一般可达数千甚至数万门，能够实现较大规模的电路集成。

EDA（Electronics Design Automation）技术依赖功能强大的计算机，让设计人员使用硬件描述语言和EDA软件来实现系统的硬件功能。在硬件方面融合了大规模集成电路制造技术、IC版图设计技术、ASIC测试和封装技术、FPGA/CPLD编程下载技术[2]、自动测试技术等；在计算机方面融合了计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）、计算机辅助工程（CAE）技术以及多种计算机语言的设计概念，在此基础上现代电子学以EDA技术为核心容纳了更丰富的内容。

1。2 频率计设计的目的和意义

1。2。1 频率计设计的目的

随着科学技术与计算机应用的不断发展，测量控制系统层出不穷。在被测信号中，较多的是模拟和数字开关信号。此外还经常遇到以频率为参数的测量信号。例如流量，转速晶体压力传感以及参变量－频率转换后的信号等等。对于这些以频率为参数的被测信号通常采用测频法，频率的测量在生产和科研部门中经常使用，也是一些大型系统实时检测的重要组成部分。

数字频率计[3]是直接用十进制数字来显示被测信号频率的一种测量装置。它不仅可以测量正弦波、方波、三角波、尖脉冲信号和其他具有周期特性的信号的频率，而且还可以测量它们的周期。经过改装，可以测量脉冲宽度，做成数字式脉宽测量仪；可以测量电容做成数字式电容测量仪；在电路中增加传感器，还可以做成数字脉搏仪、计价器等。因此数字频率计在测量物理量方面应用广泛。随着数字电路的飞速发展，数字频率计的发展也很快。通常能对频率和时间两种以上的功能进行数字化测量的仪器，称为数字式频率计（通用计数器或数字式技术器）。

1。2。2 频率计设计的意义论文网

在传统的控制系统中，通常将单片机作为控制核心并辅以相应的元器件构成一个整体。但这种方法硬件连线复杂、可靠性差，且在实际应用中往往需要外加扩展芯片，这无疑会增大控制系统的体积，还会增加引入干扰的可能性。对一些体积小的控制系统，要求以尽可能小的器件体积实现尽可能复杂的控制功能，直接应用单片机及其扩展芯片就难以达到所期望的效果。 

目前许多高精度的数字频率计都用以高速计数器为外部的单片机来实现。但是单片机的时钟频率不高导致测速比较慢，而且PCB板的集成度不高导致难以提高计数器的工作频率，并使高频信号易受外界干扰，从而降低测量精度。

复杂可编程逻辑器件（CPLD）具有集成度高、运算速度快、开发周期短等特点，基于CPLD的数字频率计的设计电路简洁，软件潜力得到充分挖掘，频率测量精度高，有效防止了干扰的侵入。其独到之处体现在用软件取代了硬件。