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2.4.2.2 占空比测量原理 10
第三章 系统硬件设计 10
3.1 FPGA测量模块设计 11
3.1.1 FPGA测量模块核心电路 11
3.1.2 FPGA测量模块外部时钟和复位电路 12
3.1.3 FPGA测量模块AS、JTAG下载电路 13
3.2 STM32单片机控制模块硬件设计 13
3.2.1 STM32单片机控制模块核心电路 14
3.2.2 STM32单片机控制模块TFT液晶显示电路 14
3. 2 .3 STM32单片机控制模块外部晶振、复位电路 15
3.3 整形电路设计 15
3.4 系统供电电路 16
第四章 系统软件设计 17
4.1 FPGA程序设计 18
4.1.1 整体结构设计 18
4.1.2 锁相环倍频模块 19
4.1.3 频率和脉宽测量模块 20
4.1.4 预置门设置模块 22
4.1.5 软件延时消抖模块 23
4.2 STM32单片机程序设计 25
4.2.2 子程序设计 26
第五章 系统调试与误差分析 27
5.1 测试仪器 28
5.2 测试结果 28
5.3 误差分析 32
5.3.1 等精度频率 32
5.3.2 脉冲宽度测量误差理论分析 33
第优尔章 结论 33
参考文献 34
致谢 35
第一章 绪论
1.1 数字频率计的发展现状及研究概况
随着电子技术的飞速发展，各类分立电子元件及其所构成的相关功能单元，已逐步被功能更强大、性能更稳定、使用更方便的集成芯片所取代。由集成芯片和一些外围电路构成的各种自动控制、自动测量、自动显示电路遍及各种电子产品和设备。数字系统和数字设备已广泛应用于各个领域，更新换代速度可谓日新月异。
在电子系统非常广泛的应用领域内，到处可见到处理离散信息的数字电路。供消费用的微波炉和电视、先进的工业控制系统、空间通讯系统、交通控制雷达系统、医院急救系统等在设计过程中无一不用到数字技术。数字电路制造工业的进步，使得系统设计人员能在更小的空间内实现更多的功能，从而提高系统可靠性和速度。
数字频率计是现代通信测量设备系统中不可缺少的测量仪器[1]，不但要求电路产生频率准确的和稳定度高的信号，而且能方便的改变频率。
数字频率计主要实现方法有直接式、锁相式、直接数字式和混合式四种。直接式的优点是速度快、相位噪声低，但结构复杂、杂散多，一般只应用在地面雷达中。锁相式的优点是相位同步的自动控制，制作频率高，功耗低，容易实现系列化、小型化、模块化和工程化。直接数字式的优点是电路稳定、精度高、容易实现系列化、小型化、模块化和工程化。随着单片锁相式数字频率计的发展，锁相式和数字式容易实现系列化、小型化、模块化和工程化，性能也越来越好，已逐步成为两种最为典型，用处最为广泛的数字频率计。
1.2 本课题研究背景及主要研究意义
数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器，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。在数字电路中，频率计属于时序电路，它主要由具有记忆功能的触发器构成。在计算机及各种数字仪表中，都得到了广泛的应用。在CMOS电路系列产品中，频率计是用量最大、品种很多的产品。
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