基于FPGA的多功能计数器的设计说明.doc

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1、本科毕业论文(设计)题目：基于FPGA的多功能计数器的设计学院：自动化工程学院专业：电子信息科学与技术姓名：#############指导教师：############2010年6月8日基于FPGA的多功能计数器的设计TheDesignofMulti-functionCounterBasedonFPGA摘要本文介绍了一种以大规模可编程逻辑芯片为设计载体，由顶层到底层设计的多功能数字频率计。该频率计采用单片机与频率测量技术相结合，大大提高了测量的精度。本文主要包括该频率计的设计基础和实现方法两部分容，描述了它的设计平台、工作原理和软硬件实现。在硬件上，利

2、用Altera公司的FPGA器件为主控器；在软件上，采用VHDL硬件描述语言编程,极减少了硬件资源的占用。该数字频率计具有频率测量、周期测量、脉宽测量和占空比测量等多种功能。仿真与分析结果表明，该数字频率计性能优异，软件设计语言灵活，硬件简单，速度快。关键词FPGA等精度频率计VHDLAbstractThisarticleintroducedonekindasdesignsthecarriertakethelarge-scaleprogrammablelogicchip,themulti-purposedigitalfrequencymeterswhi

3、chdesignsfromthetoplayertothefirstfloor.Thisfrequencymeterusesthemonolithicintegratedcircuitandthefrequencymeasurementtechnologyunifies,increasedthesurveyprecisiongreatly.Thisarticlemainlyincludesthisfrequencymeter'sdesignbasisandrealizesthemethodtwopartialcontents,describeditsd

4、esignplatform,theprincipleofworkandthesoftwareandhardwarerealizes.Onthehardware,usesAlteraCorporation'sFPGAcomponentisthemastercontroller;Onthesoftware,usestheVHDLhardwaredescriptionlanguageprogramming,reducedhardwaresourceoccupancyenormously.Thisdigitalfrequencymeterhasthefrequ

5、encymeasurement,thecyclicalsurvey,thepulsewidthsurveyandthedutyfactorsurveyandsoonmanykindsoffunctions.Thesimulationandtheanalysisresultindicatedthatthisdigitalfrequencymeterperformanceisoutstanding,thesoftwaredesignlanguageisflexible,thehardwareissimple,thespeedisquick.Keywords

6、FPGAEqualPrecisionMeasurementFrequencymeterVHDL目录第一章概述11.1多功能计数器现状11.2频率测量方法简介2第二章软件开发平台VHDL简介32.1VHDL的发展32.2VHDL的特点32.3VHDL语言结构42.3.1实体（ENTITY）42.3.2结构体（ARCHITECTURE）52.4VHDL软件设计简介6第三章硬件开发平台现场可编程门阵列（FPGA）简介73.1可编程逻辑器件73.2现场可编程门阵列（FPGA）73.2.1FPGA的器件结构与工作原理83.2.2基于EDA平台的FPGA开发流程1

7、0第四章多功能计数器的理论基础和总体设计方案134.1常用频率测量方法及其误差分析134.1.1直接测频法134.1.2测周法原理154.1.3等精度测频原理154.2脉冲宽度和占空比测量原理174.3总体设计18第五章多功能计数器的软件设计和硬件设计205.1软件设计205.1.1测频专用模块工作功能描述及VHDL程序215.1.2脉冲宽度和占空比测量模块235.1.3GATE265.1.4测频/测周期实现265.2硬件设计275.2.1程控放大电路285.2.2过零比较电路285.2.3测频主系统实现29总结31辞32参考文献33第一章概述在信息技

8、术高速发展的今天,电子系统数字化已成为有目共睹的趋势。从传统的应用中小规模芯片构成电路系统到广