摘 要：本设计基于等精度测频原理，采用Altera FPGA系列Cyclone II EP2C5T144C8为核心器件，设计了一种基于FPGA的等精度频率计，同时具备周期测量、脉冲宽度测量、占空比测量的功能。通过运用VHDL语言设计功能模块；运用SOPC设计技术配置Nios II系统来实现控制信号、读取数据、运算处理、液晶显示的功能。36189
毕业论文关键词：频率计；FPGA；Nios II
Design of Equal Precision Frequency Meter Based on FPGA
Abstract: The design is based on the principle of equal precision frequency measurement, using Altera FPGA series Cyclone II EP2C5T144C8 as the core component, we designed an FPGA-based precision frequency meter, along with period measurement, pulse width measurement, duty cycle measurement function. Through the use of VHDL language design modules; use to configure Nios II SOPC design technology system to achieve control signal, the data read function, operation processing, liquid crystal display.
Key Words: Frequency Meter; FPGA; Nios II
目    录
摘要    1
引言    1
1．系统设计    2
1.1设计要求    2
1.2方案论证与比较    2
1.3 FPGA介绍    3
1.4设计思路    4
1.5系统的总体设计    4
2．模块电路的设计    6
2.1 CycloneⅡ SOPC Board简介    6
2.2频率、周期测试模块    6
2.3脉宽、占空比测试模块    9
2.4液晶显示    11
3. NIOSⅡ系统的设计    13
3.1 NIOSⅡ系统的分析    13
3.2 基于NIOSⅡ IDE的软件设计    14
4. 设计不足    17
5．结束语    17
参考文献    17
附录    18
致谢    25
等精度频率计的FPGA单片系统设计与实现
引言
频率测量在工程中具有很重要的地位，传统的直接测频法和测周法由于门控信号和被测信号不同步，对被测信号的计数都会产生±1个数字误差，且测量精度不稳定，往往随被测信号的频率的变化而变化。而等精度测频法消除了被测信号的计数误差，提高了测量的精度，拓宽了测量的频段，且测量精度与频率无关，可实现测量精度恒定，在频率测量中的应用前景很广泛。结合现场可编程门阵列FPGA ，实现门控信号和被测信号的同步，具有高速、可靠性高和集成度高的特点。
NiosⅡ是Altera公司的第2代嵌入式软核处理器。NiosⅡ处理器可结合用户逻辑，编程到Altera的FPGA中，降低了用户的系统总体成本。外部设备、存储器接口、性能特性和成本的优势都凭借在FPGA上创建一个可编程单芯片系统。
本设计将通过等精度频率计对FPGA技术、SOPC的开发流程、QuartusII开发软件做一个比较全面的、直观的介绍。
1．系统设计
1.1设计要求
本设计的基本指标如下：
(1)测频范围为1 Hz～100MHz；测频精度达到测频全域相对误差恒为百万分之一。 
(2)周期测试功能的信号测试范围和精度与测频功能相同。
(3)脉宽测试功能的测试范围为0.1  s～1 s，精度为0.01  s。
(4)占空比测试功能的测试精度为1%～99%。
(5)利用液晶显示测量结果。  
1.2方案论证与比较
本设计是以Altera公司的CycloneⅡ为核心，实现方案有以下四种：
方案一：将单片机和FPGA结合起来实现。其中单片机完成整个测量电路的测试控制、数据处理和显示输出；FPGA完成各种测试功能[1]。
方案二：将ARM和FPGA结合起来实现。其中利用ARM技术来完成测量电路的测试控制以及数据处理等。 等精度频率计的FPGA单片系统设计+程序:http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_34533.html