资源描述：
《基于fpga的频率计设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、中图分类号:TM935文献标识码:A文章编号:1009-2552(2009)12-0171-04基于FPGA的频率计设计与实现121刘勉,王革思,羿宗琪(1.哈尔滨电力职业技术学院,哈尔滨150030;2.哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,哈尔滨150001)摘要:详细地介绍了将工程应用问题引入实验教学的过程;采用EDA技术进行频率计电路的设计与仿真;硬件电路已在自主研发的FPGA创新开发实验箱上实现,技术性能达到了设计要求。关键词:实验教学;频率测量;电路设计;FPGA;仿真Designandimplementationoffrequencymeter
2、basedonFPGA121LIUMian,WANGGe2si,YIZong2qi(1.HarbinPowerVocationalTechnologyCollege,Harbin150030,China;2.SchoolofInformation&Communication,HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001,China)Abstract:Thispaperdetailedlyintroducestheprocessofintroducingengineeringapplicationproblemsinto
3、experimentalteaching.ItadoptsEDAtechnologytodesignandsimulatethecircuitoffrequencymeter.ThehardwarecircuithasalreadybeenrealizedbyaFPGAinnovativedevelopmentexperimentboxwhichresearchedanddevelopedbyourselves,andthetechnicalperformanceofthecircuitcanmeetthedesignrequirements.Keywo
4、rds:experimentalteaching;frequencymeasurement;circuitdesign;FPGA;simulation0引言频率计是实验室、计量室和科研、生产中最常用的测量仪器之一。在各高校数字系统设计课程中已将其列为工程实践环节的重要教学内容。本文介绍图1频率计工作时序图的频率计符合目前测量仪器的发展趋势,具有测量从图中可知,当时间基准信号为高电平时,闸门精确、自动化和数字化程度高、成本低、体积小及操打开,频率计开始对被测信号进行计数。闸门时间作简单等特点。硬件电路已在自主研发的FPGA创表达式为新开发实验箱上实现。1T
5、W=(1)2fB1总体方案设计式中,fB为时间基准信号的频率。1.1测量原理被测信号频率表达式为根据信号频率设置频率计的量程,选择合适的时间基准信号,即闸门时间,然后在闸门时间内对被收稿日期:2009-09-28测量信号进行计数,计数结果即为被测信号的频率。基金项目:黑龙江省新世纪高等教育教学改革工程项目(6095)作者简介:刘勉(1960-),男,教授,主要研究方向为信息智能检测频率计工作时序如图1所示。理论与技术。—171—©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allright
6、sreserved.http://www.cnki.netN号CPx,其中1kHz信号还用于动态扫描译码控制信f=(2)TW号。经时基电路再将CPx转换成时间基准信号将时间基准信号取反,并利用其上升沿将测量TB,闸门时间TW分别为1s、0.1s、0.01s和0.001s。结果存入频率计的寄存器中。同时,还将时间基准信号低电平时间作为清零信号的有效时间。1.2主要技术性能指标①频率测量范围:1Hz～10MHz。②量程:四挡,1Hz～10kHz、10kHz～100kHz、100kHz～1MHz和1MHz～10MHz。③量程转换方式:自动。④测量数据显示方式:
7、LED数码管,四位,共阳极,动态扫描。用数码管的小数点代表kHz计量单位。⑤测量误差:≤0.05%FSR(满量程)。2系统设计描述图2频率计电路结构方框图2.1电路结构根据总体设计方案,将频率计划分成三个子系测量开始,TW为1s,计数器对被测信号υi进行统和一个控制器。其中,测量子系统由计数器模块、计数,如果计数超过规定值9999,产生溢出信号寄存器模块组成;显示子系统由动态扫描译码电路OFLW,在其作用下,量程转换电路输出信号SW状模块、LED数码管组成;时钟子系统由时钟信号源模态发生变化,自动完成一次量程的换挡,同时将TW块、分频器模块组成;控制器由
8、量程切换电路模块、调整为0.1s,计数器重新计数。如果还有溢出信时基电路模块组成
