基于CPLD的多功能等精度數(shù)字頻率計的設計
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摘 要

本文主要論述了利用CPLD進行測頻計數(shù)，單片機實施控制實現(xiàn)多功能頻率計的設計過程。該頻率計利用等精度的設計方法，克服了基于傳統(tǒng)測頻原理的頻率計的測量精度隨被測信號頻率的下降而降低的缺點。等精度的測量方法不但具有較高的測量精度，而且在整個頻率區(qū)域保持恒定的測試精度。該頻率計利用CPLD來實現(xiàn)頻率、周期、脈寬和占空比的測量計數(shù)。利用單片機完成整個測量電路的測試控制、數(shù)據(jù)處理和顯示輸出。
本文詳細論述了硬件電路的組成和單片機的軟件控制流程。其中硬件電路包括鍵控制模塊、顯示模塊、輸入信號整形模塊以及單片機和CPLD主控模塊。設計器件采用Atmel公司的單片機AT89C51和Altera公司的EPM7128SLC84-15。鍵控制模塊設置5個功能鍵和3個時間選擇鍵，鍵值的讀入采用一片74LS165來完成；顯示模塊用8只74LS164完成LED的串行顯示；被測信號經(jīng)限幅后由兩級直接耦合放大器進行放大，再經(jīng)施密特觸發(fā)器整形后輸入CPLD；標準頻率采用50MHz；單片機軟件用匯編語言編寫，軟件模塊對應于硬件電路的每一個部分，還包括部分數(shù)據(jù)計算和轉(zhuǎn)換模塊。



關鍵詞：頻率計，測頻，等精度，單片機，CPLD


目 錄

引 言 1
第一部分 等精度測頻原理 2
§1.1等精度測頻原理 2
§1.2 基本性能指標 4
第二部分 硬件電路設計 5
§2.1 系統(tǒng)原理框圖 5
§2.2 鍵控制模塊 5
§2.3 顯示模塊 6
§2.4 單片機主控模塊 7
§2.5 輸入信號整形模塊 8
§2.6 CPLD實現(xiàn)模塊 9
2.6.1 測頻/測周期的實現(xiàn) 10
2.6.2 脈寬和占空比測量模塊設計 10
§2.7 電源模塊 11
第三部分 軟件部分設計 12
§3.1 單片機主程序 12
§3.2 顯示子程序 17
§3.3 鍵盤掃描子程序 19
§3.4 時間值輸入子程序 21
§3.5 計算及數(shù)值轉(zhuǎn)換子程序 23
§3.6 誤差來源探討 23
結(jié)束語 25
參考文獻 26
致謝 28

參考文獻

[1] 孫涵芳，徐愛卿編著《MCS-51/96系列單片機原理及應用》北京：北京航空航天大學出版社，1994.
[2] 李廣軍，孟憲元編著《可編程ASIC設計及應用》成都：電子科技大學出版社，2000.
[3] 劉麗華編著《專用集成電路設計方法》北京：北京郵電大學出版社，2000
[4] 侯伯享，顧新編著《VHDL硬件描述語言與數(shù)字邏輯電路設計》西安：西安電子利技大學出版，2001.
[5] 何為民編著《低功耗單片微機系統(tǒng)設計》北京：北京航空航天大學出版社，1995年４月.