ARM和CPLD测量频率的电路与软件设计
毕业论文关键词 CPLD；ARM；测频；
Title Circuit and software for measuring frequency by ARM and CPLD
Abstract Frequency measurement is one of the most basic and necessary measurement in the electronic field. The frequency signal has strong anti-interference ability and it is easy to transmit, so we can get very good measurement accuracy. Frequency measurement technology is widely used in communication, aerospace, electronics and other fields. CPLD（Complex Programmable Logic Device） has been widely used in many occasions and electronic devices because of its powerful functions and simple programming ideas. This project using CPLD to measure frequency through the EDA technology, and serial communication connection with the ARM microprocessor， the frequency measurement value of the CPLD output to ARM for processing, and displayed on the LCD display. Draw circuit diagram, plate making, and welding circuit board. Write the program of CPLD, then communicate with ARM, and through the serial port into the PC machine, and displayed on the PC machine. This project has wide application value in electronic instrument design and control technology.
Keywords CPLD; ARM; Frequency measurement;
目录
1绪论1
1.1课题的背景及意义1
1.2可编程逻辑器件CPLD的简介2
1.3硬件描述语言VerilogHDL的简介....2
1.4ARM的简介3
1.5本毕业设计的工作3
2方案设计....4
2.1测频原理.4
2.2基于CPLD的测频方案..5
3硬件电路..6
3.1CPLD模块...6
3.1.1EPM570T100C5芯片6
3.1.2JTAG概述...7
3.2斯密特触发器...7
3.3LPC2138控制器概述.8
3.4电路焊接.9
4软件设计10
4.1CPLD测频软件...10
4.2SPI通讯程序...12
5调试...17
5.1硬件调试....17
5.2软件调试....18
结论20
致谢21
参考文献22
1 绪论 1.1 课题的背景及意义 测频是当今电子测量领域中的重要部分，现代生活里在很多方面都需要通过测量频率来得到想获取的信息。例如一些频率信号，流量等。对于这些以频率为参数的测量信号。通常采用测频的方法，频率的测量经常在生产和科研部门中使用，也经常用来检测一些大型系统的实时运行情况。 频率测量通常采用直接测频方法和间接测频方法。直接测频法通常分为测频法和测周期法。测频法是在固定的时间里测量信号的变化周期数，从而得到被测信号的频率；测周期法则要有标准的信号的频率，然后在待测信号的一个周期里记录下标准频率的周期数，从而得出被测信号的频率[1]。但是这两种方法的缺点在于它们测量出来的频率都会产生 1 的误差。而且为了使误差在允许范围内，对低频信号通常采用测周期法；对高频信号则采用测频法，不便于测量各种频率的信号。间接测频法能获得非常高的测量精度，通常采用等精度测频法。 传统的测频方案通常采用模拟电路设计测频电路，设计难度大，而且通常会有精度低，干扰多等多种缺点存在。本课题采用基于 CPLD（复杂可编程逻辑器件）的测频电路的设计方法。这个方法设计电路简洁，能够充分利用软件和硬件的潜力，有效的减少干扰，并且提高设计效率和测量精度。课题还采用 ARM 处理器，能够将 CPLD 测频结果显示在 LCD显示屏上。 CPLD 是一种可以对其进行编程的大规模通用集成电路，本课题中利用 CPLD 来测量频率，并与 ARM 微处理器进行串行通讯的连接，能够实现把 CPLD测量的频率值输出到 ARM进行处理，最终能够显示在液晶显示器上，从而达到课题的要求。 本课题是工程项目中的一部分内容，该课题工作在电子仪器设计、控制技术方面有广阔的应用价值。本课题已经具有前期的研发工作，因此课题的着重点在于硬件电路的完成， CPLD测频的软件设计以及调试工作。这个课题能对我的实践操作能力和专业水平有较大的提高。