基于fpga的等精度数字频率计的设计论文.doc

PAGE 8 PAGE 32 PAGE i 本 科 生 毕 业 论 文 题 目： 基于fpga的等精度数字频率计的设计 PAGE 8 摘 要 在电子工程，资源勘探，仪器仪表等相关应用中，频率计是工程技术人员必不可少的测量工具。频率测量也是电子测量技术中最基本最常见的测量之一。不少物理量的测量，如转速、振动频率等的测量都涉及到或可以转化为频率的测量。 基于传统测频原理的频率计的测量精度会随被测信号频率的下降而降低。本文介绍了一种基于FPGA的等精度数字频率计，它不但具有较高的测量精度，而且在整个测量区域能保持恒定的测量精度。 文章首先介绍了硬件描述语言（HDL）的发展，以VHDL为核心，说明了利用VHDL语言进行设计的步骤。然后介绍FPGA器件的基本结构和开发流程，接着阐述等精度数字频率计的工作原理以及利用VHDL语言实现数字频率计的具体做法，重点是利用BCD码减法实现的BCD码除法器的设计，最后还利用modelsim软件对其进行了仿真，具体分析验证了此设计的正确性。 关键词： FPGA VHDL 等精度 BCD码除法 Abstract Cymometer is a necessary measure tool for technical engineers in electronic engineering , resource exploration and apparatus using . frequency mesure is one of the most essential and the most common mesure of electronic mesure technology . many physical quantities’ mesure , such as rotate speed , vibration frequency’s mesure , is related with or can be transformed into frequency mesure. The precision of cymometer based on traditional frequency-testing theory will decrese when the measured frequency becomes lower. this article introduces a cymometer of same-precision based on FPGA. The cymometer not only has high precision, but also its precision doesn’t decrese when the measured frequency becomes lower. This article first introduces the development of HDL , focusing on VHDL , present the step of design of VHDL . then it introduces the basic structure and the develop flow of FPGA device . in the end , it introduces the theory of cymometer and the specific implement of cymometer based on VHDL , emphasizing the theory of implementing BCD division. the function simulation and logic synthesis also come out, showing the correction of the design . Keywords: FPGA VHDL same-precision BCD division 目 录 TOC \o 1-3 第一章 前言 PAGEREF _Toc \h 1 第二章 硬件描述语言（HDL） 4 2.1 VHDL语言简介 4 2.2 VHDL语言的设计步骤 5 第三章 现场可编程门阵列（FPGA）的基本原理 8 第四章 基于FPGA的等精度数字频率计 10 4.1 数字频率计的基本原理及测量方法 10 4.2 一般数字频率计 11 4.3 等精度数字频率计 12 4.3.1 等精度数字频率计的测频原理 12 4.3.2 误差分析 12 4.