2011年全国大学生电子设计大赛A题设计报告 - 副本

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1、2015年全国大学生电子设计大赛论文【本科组】数字频率计设计报告2015年8月15日设计摘要：介绍了一种运用FPGA开发软件QuartusⅡ设计的数字频率计。该数字频率计的1Hz～100MHz输入被测脉冲信号具有频率测量、周期测量、脉宽测量和占空比测量等多种用途,其测试结果由3只七段数码管稳定显示,测试量程可自动切换,测量误差小于等于0.1%。关键词：数字频率计　频率测量　周期测量　占空比测量Abstract：Thiscircuitdesignisbasedonthewidelyusedinsmallpowerandavarietyofele

2、ctronicequipmentinthefieldofswitchingpowersupply.Itisadesignofswitchpowersupplyinparallelsystem,canprovide8Vconstantvoltage.Anditspowercanreach16Watt.Atthesametime,itcanaccordingtotherequirementsofthetwocurrentproportionaldistribution.Itusesavoltagesourcetocontroltheoutputv

3、oltage,acurrentsourcecompensatingcurrentmethod,thevoltageacrosstheloadandthecurrentthroughtheloadcontrol.KeyWord：switchingpowersupply，Parallelpowersupply，constantvoltageoutput,fixedratiocurrentdivision目录1．设计任务(或设计题目)与要求(或技术指标)11．1设计任务（见附录1）11．2技术指标（见附录1）11．3题目分析12．方案比较与论证12

4、．1各种方案比较与选择1开关电源电路控制方案比较：1过流保护方案比较：2方案选择：32．2方案证论33．系统硬件设计43．1系统的总体设计4设计思想：4设计步骤：43．2单元电路的设计及参数计算5电压源模块：5电流源模块：5主电路设计：63．3发挥部分的设计与实现73．4电路原理图(见附录2)74．系统软件设计74．1程序总体流程图84．2各个功能模块流程图9过流保护模块：9基本功能模块：9扩展功能模块：104．3程序清单(见附录3)105．系统调试105．1电路的测试方案(方法)105．2测试仪器115．3测试结果（基本要求测试）115．4

5、发挥部分的测试126．系统电路存在的不足和改进的方向与结论137.附录14附录1设计任务14附录2主电路板电路原理图16附录3部分程序清单16附录4元件清单201．设计任务(或设计题目)与要求(或技术指标)1．1设计任务（见附录1）1．2技术指标（见附录1）1．3题目分析频率计又称为频率计数器，是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器。其最基本的工作原理为：当被测信号在特定时间段T内的周期个数为N时，则被测信号的频率f=N/T。在本道题目中，要求实现频率、周期和时间的测量功能。这道题的难点在于。。。。。。。。。。。。。。2．方案比较与论

6、证2．1各种方案比较与选择　2.1.1数字频率计的测量方案选取数字频率计是用于测量信号频率的电路。测量信号的频率参数是最常用的测量方法之一。实现频率测量的方法比较多，在此我们主要介绍三种常用的方法：时间门限测量法、标准频率比较测量法、等精度测量法。时间门限测量法在一定的时间门限T内，如果测得输入信号的脉冲数为N，设待测信号的频率为fx，则该信号的频率为：改变时间T，则可改变测量频率范围。例如，当T=1s,则fx=N(Hz)；T=1ms，则fx=N(kHz)。标准频率比较测量法用两组计数器在相同的时间门限内同时计数，测得待测信号的脉冲个数为N1

7、、已知的标准频率信号的脉冲个数为N2，设待测信号的频率为fx,已知的标准频率信号的频率为f0；由于测量时间相同，则可得到如下等式：从上式可以得出待测频率的公式为：标准频率比较测量法对测量时产生的时间门限的精度要求不高，对标准频率信号的频率准确度和频率的稳定度要求较高，标准信号的频率越高，测量的精度就比较高。该方法的测量时间误差与时间门限测量法的相同，可能的最大误差为正负一个待测信号周期，即Δt=±1/fx。等精度测量法等精度测量法的机理是在标准频率比较测量法的基础上改变计数器的计数开始和结束与闸门门限的上升沿和下降沿的严格关系。当闸门门限的上

8、升沿到来时，如果待测量信号的上升沿未到时两组计数器也不计数，只有在待测量信号的上升沿到来时，两组计数器才开始计数；当闸门门限的下降沿到来时，如果待测量信号的一个周期