简易数字频率计设计-----完整版.docx

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1、河南科技大老课程设计说明书课程名称现代电子系统设计题目简易数字频率计设计学院电信学院班级学生姓名指导教师0期201（三）I-IO课程设计任务书指导数如填写)课程设计名称,现代电子系统课程设计学生姓名刘轮辉G业班级电信科()71设计题目简易数字频率计设计一、课程设计目的掌握高速AD的使用方法：掌握频率计的工作原理；掌握GW48.SOPC实验箱的使用方法：了解乐于FPGA的电子系统的设计方法。二、设计内容、技术条件和要求设计一个具有如下功能的简易频率计。(I)根本要求:a.被测信号的频率范用为1.20kHz,用4位数码管显示数据.b.测班结果直接用卜进制数值显示。C.被测信号可以是正弦波、三角波、

2、方波，幅值13V不等。d具有超最程警告(可以用1.ED灯显示，也可以用蜂鸣器报警)。C,当测限脉冲信号时，能显示其占空比(精度误差不大于1%).(2)发挥局部a.修改设计，实现自动切换地程。b.构思方案，使整形时，以实现犷宽被测信号的帕伊范国。三、时间进度安排布函课遨和讲解；1天查阅资料、设计；4天实验：3天撰写Hi告：2天四、主要参考文献何小超电子系统设计淅江大学出版社2(X)8.1潘松黄继业加DA技术实用教程科学出版社2006.102(X)9年12月14指导教师签字：一、94二、系统方案版42.1频率渊方案5三、败字U率Ui率计的根本原理6四、各个演三74、1A/D模敷转蝴块84、2比拟模

3、块94、3算”占空g量”10五、各个模块仿真波形12六、巾体会14七、务考文15附录一16附录二.22摘要援率计是数字电路中的一个典型应用,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,频率测量在科技研究和实际应用中的作用日益重要,设计所要到达的效果，同时此设计具有抗干扰性强、易于传输，较高的测量精度等特点。数字频率计是一种根底测量仪器，在许多情况卜.，要对信号的顼率进行测量，利川示波器可以粗略测盘被测信号的频率，精确测量那么要用到数字频率计.测量频率的方法有多种.其中电子计数涔测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及使丁实现测量过程自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。

4、电子计数器测频有两种方式：一是直接测频法，即在一定闸门时间内测址被测信号的脉冲个数：二是间接测频法，如周期测频法.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.测量采用了多周期同步测量法，它防止r直接测st法对精度的缺乏，同时消除了直接与间接相结合方法，需对被测信号的频率与中介频率的关系进行判断带来的不便，能实现较高的等精度领率和周期的测量。关调I频率计、仪器、频率、精度、脉冲个数二.系统方案论证由于本课程设计是基于特定的硬件平台，在GW48-SOPC实验开发系统上进行实现对被测信号通过AD进行转换，把转换的结果和给定的阈值进行比拟，产生相应的脉冲信号。得到脉冲信号之

5、后，先进行频率测量，给定IS的基准信号，在IS信号内对脉冲信号进行计数，计数的方式采用BCD码，然后把计数结果直接送数码管显示，对应的就是十进制的数值。为了实现占空比精度的要求,在适当的范围内竞可能提高基准信号的频率。通过个Ied灯来表示相应的单位.然后对脉冲信号进行占空比测破,给定一个高频的基准信号，在脉冲信号的（电平期间对脉冲信号进行计数，把计数结果进行相应的运鸵，运算结果直接送数码管显示，对应的也是十进制显示。对于报警信号，我设计的方案是接数码管显示，频率超过3khz时就会发出警告，数码管指示灯全部变为0“卜.面是简单的系统原理框图:M*1.1.*系线麋理框图2.1频率的测量.对于频率的

6、测量没有现成的硬件模块，因此对于频率的测证需耍我们用VHD1.语言进行实现。对于频率的测量主要考虑有两种实现方案。方案一：直接测频法测频法就是在确定的闸门时间TW内，记录被测信号的变化周期数（或脉冲个数）Nx,那么被测信号的频率为：fx=NxTw.闸门信号TWNX TX NSJ28-IN：227-IN1卜1.326一IXoINa-25-D11、：-521-A1.)1IHSTART-623-ADIKE(X-U-7MC(4-A1.E一I1.OE-92)CPkxtt1217GXI)-1316一小口O-H15-n：IJB-IJBiDB1HB,1IW11.H,数模转换控制模块的局部程序如下：beginA

7、DDA=1;y5=REG1.;1.OcKOA1.E=0jSTART=,O,:1.OCK=0;0EA1.E=1,：START=1:1.OCK=0：0EA1.E三,0,jSTART=,O,;1.oCK=0;0E;IF(EOC=1,)THENNEXTSTTEA1.E;STARTC=O;1.OCK=OjOE=t1,;NEXT_STATEA1.E;START=O:1.oCK=T：0E=1,：NEXT_STATENEXTSTATE-STO:ENDCASE：ENDPROCESSCOM;REG!PROCESS(C1.K10)上述程序中为ADDA为1时，为通道1,当STO=O,START=0;1.OCK=0;0

8、EB,那么输出A大B的结果信号FAB=I,FA=B=O,FAVB=O1,如果A=B,那么输出A等于B的结果信号FAB=0,FA=B=I,FAB=0:如果AB=0,FA=B=O,FA=100OOOOO,thcnfin=:e1.sefin;endif;endprocess;endb1.ockBJ;上述程序中选取阀值为100oOO0当大丁阀值时.输出为W电平，低于阀值时输出为低电平。从而实现了把正弦波，三角波转换为方波。然后输入到频率和占空比的控制模块中。通过编程实现的比拟模块见下列图：经过Q70输出的结果，直接给d7.0做为输入，然后用输入和这个阈值作比拟，如果大于那么输出为高电平，小于或等于那么输出为低电平。4、3频率和占空比测量模块C1.k3M为系统时钟信号，C1.kin是输入的时钟