EDA技术课程设计----数字频率计

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1、 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 课程设计名称：课程设计名称： EDA 技术课程设计 题题 目：目： 学学 生生 姓姓 名：名： 专专 业：业： 学学 号：号： 第 页 1 1 1 前言前言 1.1.1 1 序言序言 在电子工程，资源勘探，仪器仪表等相关应用中，频率计是工程技术人员必不可少 的测量工具。频率测量也是电子测量技术中最基本最常见的测量之一。不少物理量的测 量，如转速、振动频率等的测量都涉及到或可以转化为频率的测量。目前，市场上有各 种多功能、高精度、高频率的数字频率计，但价格不菲。为适应实际工作的需要，本文 在简述频率测量的基本原理和方法的基础上，提供一种基于 FPGA

2、的数字频率计的设计 和实现过程，本方案不但切实可行，而且具有成本低廉、小巧轻便、便于携带等特点。 1.1.2 2 设计背景设计背景 在 eda(电子设计自动化)在电子设计中起着越来越重要的作用的时候，我们进行 EDA 课程设计，以增强我们的动手和综合能力。我们选择了数字频率计设计这个课题， 因为数字频率计的应用范围很广。数字频率计在测量其他物理量如转速、振动频率等方 面也获得广泛应用。数字频率计的设计方法也有多种，如模拟数字方法，单片机设计， 基于 fpga 用 verilog 设计方法。由于 Verilog HDL 设计有诸多优点，所以我们选择了 Verilogs 设计方法。 1.1.3 3

3、 数字频率计分类数字频率计分类 国际上数字频率计的分类很多。按功能分类，因计数式频率计的测量功能 很多，用途很广。所以根据仪器具有的功能，电子计数器有通用和专用之 分。 (1)通用型计数器：是一种具有多种测量功能、多种用途的万能计数器。 它可测量频率、周期、多周期平均值、时间间隔、累加计数、计时等；若配上相 应插件，就可测相位、电压、电流、功率、电阻等电量；配上适当的传感器，还 可进行长度、重量、压力、温度、速度等非电量的测量。 (2)专用计数器： 指专门用来测量某种单一功能的计数器。如频率计数器，只能专门用来测量高频 和微波频率；时间计数器，是以测量时间为基础的计数器，其测时分辨力和准确 度

4、很高，可达 ns 数量级；特种计数器，它具有特种功能，如可逆计数器、予置计 第 页 2 数器、差值计数器、倒数计数器等，用于工业和白控技术等方面。数字频率计按 频段分类 (1)低速计数器：最高计数频率10MHz； (2)中速计数器：最高计 数频率 10100MHz； (3)高速计数器：最高计数频率100MHz； (4)微波频 率计数器：测频范围 180GHz 或更高。 1.1.4 4 设计目标和实施计划设计目标和实施计划 目标：能测量输入信号的频率，频率范围为 1HZ-999999HZ，波形可以是正弦波，三 角波，方波和其他任何有固定频率的信号，信号的幅值 0.5-5V。 利用 Quartus 软件平台上建立计数器电路的顶层电路文件并完成编译和仿真。 利用 protel 画出整体系统的原理图。 实施计划：1）在 quartus 软件上利用 verilog hdl 设计出五个模块并完成各功 能模块的编译仿真。 2）在软件中