电子信息系统课程设计--基于FPGA四位十进制数字频率计

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1、 电子信息系统课程设计 1 电子信息系统电子信息系统课程设计课程设计 题目 基于 FPGA 四位十进制数字频率计 学 生 姓 名 学 院 信息科学与工程学院 专 业 电子信息工程 班 级 09 电子 A 班 起 讫 日 期 2012.11.820012.12.20 指导教师 电子信息系统课程设计 2 摘要 频率计的主要功能是准确测量出待测频率的频频率计的主要功能是准确测量出待测频率的频率、周期、脉宽及占空比。率、周期、脉宽及占空比。在电子技术在电子技术 中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果

2、都有十分密切的 关系，因此频率的测量就显得更为重要。测量频率的方法有多种关系，因此频率的测量就显得更为重要。测量频率的方法有多种, ,其中电子计数器测量频率其中电子计数器测量频率 具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的 重要手段之一。电子计数器测频有两种方式：一是直接测频法重要手段之一。电子计数器测频有两种方式：一是直接测频法( (高频高频) )，即在一定闸门时间，即在一定闸门时间 内测量被测信号的脉冲个数；二是间接测频法，如周期测频法内测量被测信号的脉冲个数；二是间接测频法，

3、如周期测频法（低频）（低频） 。直接测频法适用于。直接测频法适用于 高频信号的频率测量，间接测频法适用于低频信号的频率测量。高频信号的频率测量，间接测频法适用于低频信号的频率测量。本设计中分别以图形设计本设计中分别以图形设计 方法方法为主和为主和 VHDLVHDL 语言为主的两种形式进行设计。语言为主的两种形式进行设计。 在这次设计过程中，我们设计了两套测量频率计的方案。下面分别阐述。第一种方案，在这次设计过程中，我们设计了两套测量频率计的方案。下面分别阐述。第一种方案， 主要是通过一个计数器，在主要是通过一个计数器，在 1 1 秒时间内，当有待测信号上升沿产生时，开始计数。最后送秒时间内，当

4、有待测信号上升沿产生时，开始计数。最后送 到显示模块显示。而占空比，则是通过到显示模块显示。而占空比，则是通过分别计算高电平时间和低电平时间，分别计算高电平时间和低电平时间，从而从而得到占空得到占空 比数值。应该说这种方法，更接近于测频法的思想。通过实验的检测，发现与实验仪器（信比数值。应该说这种方法，更接近于测频法的思想。通过实验的检测，发现与实验仪器（信 号发生器）的最大误差只有号发生器）的最大误差只有1 1，所以，在测量频率不是特别大的范围内，这种设计方案，所以，在测量频率不是特别大的范围内，这种设计方案， 笔者认为应该可以接受。而第二种方案，则是对于不同大小的频率，通过测频法和测周笔者

5、认为应该可以接受。而第二种方案，则是对于不同大小的频率，通过测频法和测周法，法， 进行选择输出频率值大小。进行选择输出频率值大小。 电子信息系统课程设计 3 课程设计的设计要求 1、任务与要求、任务与要求 设计一个具有如下功能的简易频率计。设计一个具有如下功能的简易频率计。 （1）基本要求：）基本要求： a被测信号的频率范围为被测信号的频率范围为 120kHz，用，用 4 位数码管显示数据。位数码管显示数据。 b测量结果分别用十进制和十六进制数值显示。测量结果分别用十进制和十六进制数值显示。 c被测信号可以是正弦波、三角波、方波，幅值被测信号可以是正弦波、三角波、方波，幅值 13V 不等。不等

6、。 d具有超量程警告（可以用具有超量程警告（可以用 LED 灯显示，也可以用蜂鸣器报警） 。灯显示，也可以用蜂鸣器报警） 。 e当测量脉冲信号时，能显示其占空比（精度误差不大于当测量脉冲信号时，能显示其占空比（精度误差不大于 1%） 。） 。 （2）发挥部分）发挥部分 a修改设计，实现自动切换量程。修改设计，实现自动切换量程。 b构思方案，使整形时，跳变阈值自动进行调节，以实现扩宽被测信号的幅值范围。构思方案，使整形时，跳变阈值自动进行调节，以实现扩宽被测信号的幅值范围。 c其它。其它。 设计方案 方案方案 1 1：采用采用 fpgafpga 开发板实现。开发板实现。 该课程设计该课程设计要求要求测频测频的范围是的范围是 120KHZ120KHZ，可分，可分 19999HZ19999HZ 和和 10.0020.00KHZ10.0020.00KHZ 两