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1、目录摘要IABSTRACTII前言11、FPGA及VHDL21.1FPGA简介21.2VHDL概述22、数字频率计的设计原理32.1设计要求32.2频率测量32.2.1时间门限测量法32.2.2标准频率比较测量法32.2.3等精度测量法42.3方案提出及确定42.4系统设计与方案论证52.5小结63、频率计层化设计方案83.1频率计主体电路顶层电路原理图83.1.1频率计主体电路顶层原理图设计8图3.1频率计主体电路电路顶层原理图93.1.2仿真设计93.2功能模块设计103.2.1十进制计数器元件cnt10_v的设计103.2.2四位
2、十进制计数器的顶层设计123.2.3闸门控制模块EDA设计153.2.4译码显示模块183.3小结23总结24谢辞25参考文献26摘要数字频率计是数字电路中的一个典型应用，实际的硬件设计用到的器件较多，连线比较复杂，而且会产生比较大的延时，造成测量误差、可靠性差。随着现场可编程门阵列FPGA的广泛应用，以EDA工具作为开发手段，运用VHDL等硬件描述语言，将使整个系统大大简化，提高了系统的整体性能和可靠性。采用FPGA现场可编程门阵列为控制核心，通过硬件描述语言VHDL编程，在QuartusII仿真平台上编译、仿真、调试，并下载到FPGA芯
3、片上，通过严格的测试后，能够较准确地测量方波、正弦波、三角波、矩齿波等各种常用的信号的频率，而且还能对其他多种物理量进行测量。关键词:硬件描述语言,现场可编程门阵列,频率计,频率测量ABSTRACTDigitalfrequencymeterisadigitalcircuitinatypicalapplication,theactualhardwaredesignofdevicesusedinmorecomplicatedconnection,butwillhaverelativelylargedelay,causedbymeasuremen
4、terror,poorreliability.WiththeFPGAfieldprogrammablegatearray，awiderangeofapplicationstothedevelopmentofEDAtoolsasameansofusingtheVHDLhardwaredescriptionlanguage,willgreatlysimplifythewholesystemtoimproveoverallsystemperformanceandreliability.Theuseoffieldprogrammablegatear
5、rayFPGAforthecontrolofthecore,throughtheVHDLhardwaredescriptionlanguageprogramming,inQuartusIIcompiledsimulationplatform,simulation,debugging,anddownloadedtotheFPGAchip,throughrigoroustesting,tomoreaccuratelymeasuresquarewave,sinewave,trianglewave,moment-toothwavesignalssu
6、chasthefrequencyofcommonlyused,butalsoavarietyofotherphysicalmeasurements.Keywords:VHDL,FPGA,thecymometer,thefrequencymeasurement前言在电子技术中，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。数字式频率计的测量原理
7、有两类：一是直接测频法，即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数；二是间接测频法即测周期法，如周期测频法。直接测频法适用于高频信号的频率测量，通常采用计数器、数据锁存器及控制电路实现，并通过改变计数器阀门的时间长短在达到不同的测量精度；间接测频法适用于低频信号的频率测量，本设计中使用的就是直接测频法，即用计数器在计算1S内输入信号周期的个数。数字频率计是数字电路中的一个典型应用，实际的硬件设计用到的器件较多，连线比较复杂，而且会产生比较大的延时，造成测量误差、可靠性差。随着现场可编程门阵列FPGA的广泛应用，以EDA工具作为开发手段，运用V
8、HDL等硬件描述语言语言，将使整个系统大大简化，提高了系统的整体性能和可靠性。采用FPGA现场可编程门阵列为控制核心，通过硬件描述语言VHDL编程，在QuartusII仿真平台上
