基于EDA技术的数字频率计设计 毕业论文.doc

毕业设计 题目基于EDA技术的数字频率计设计 学生姓名 学号 班 级 专 业 应用电子技术 分 院 工程技术分院 指导教师 2011年 11月 20日 目 录………………………………………………………………………………2 摘要………………………………………………………………………………3 绪论………………………………………………………………………………4 1.设计目的………………………………………………………………………5 1.1 设计要求……………………………………………………………………5 1.2 设计意义……………………………………………………………………5 2.频率计的设计原理……………………………………………………………7 2.1频率计测量频率的设计原理………………………………………………7 2.2频率计测量周期的原理……………………………………………………8 3.频率计测量频率的层次化设计………………………………………………9 3.1 4位十进制计数器模块………………………………………………………9 3.2 控制模块设计………………………………………………………………13 3.3 分频模块的设计……………………………………………………………24 3.4 译码模块……………………………………………………………………28 3.5量程自动切换模块…………………………………………………………38 4.频率计测量频率的顶层设计和仿真…………………………………………41 5.频率计测量周期的层次化设计………………………………………………43 5.1计数模块……………………………………………………………………43 5.2译码模块……………………………………………………………………43 5.3分频模块……………………………………………………………………48 5.4控制模块……………………………………………………………………48 5.5量程自动切换………………………………………………………………49 6.顶层电路原理图设计…………………………………………………………53 结束语……………………………………………………………………………56 参考文献…………………………………………………………………………57 致谢语……………………………………………………………………………58 摘要EDA的频率计的设计方法。此方法采用现代自顶向下的VHDL设计技术和原理图描述方法.分别用VHDL语言完成计数模块、译码模块、分频模块、控制模块、量程自动切换模块的程序设计，再根据频率计数计的功能要求，实现要求完成整个系统电路的原理图方法实现用EDA技术设计频率计大大的简化了电路拍构的复杂性，又能提高电路的称定性，可通过修改程序来达到改变量程的目的。 1.2 设计意义 频率计是电子技术中常用到的一种电子测量仪器，我们以往用的频率计大都是采用单元电路或单片机技术设计的，采用传统的手工设计发展而来的自底向上的设计方法。本设计采用自顶向下的设计方法.整个设计是从系统顶层开始的，结合模拟手段，可以从一’开始就掌握所实现系统的性能状况，结合应用领域的具体要求，在此时就调整设计方案，进行性能优化或折衷取舍。随着设计层次向下进行，系统性能参数将得到进一步的细化与确认，随时可以根据需要加以调整，，从而保证了设计结果的正确性，缩短了设计周期，设计规模越大，这种设计方法的优势越明采用VDHL编程设计实现的数字频率计，除被测信号的整形部分、键输入部分和数码显示部分以外，其余全部在一片FPGA芯片上实现，整个系统非常精简，而且具有灵活的现场可更改性。在不更改硬件电路的基础上，对系统进行各种改进还可以进一步提高系统的性能。该数字频率计具有高速、精确、可靠、抗干扰性强和现场可编程等优点。 2.频率计的设计原理 2.1 频率计测量频率的设计原理 （1）频率计测量频率的原理 频率计测量频率需要设计整形电路使被测周期性信号整形成脉冲，然后设计计数器对整形后的脉冲在单位时间内重复变化的次数进行计数，计数器计出的数字经锁存器锁存后送往译码驱动显示电路用数码管将数字显示出来，需要设计控制电路产生允许计数的门闸信号、计数器的清零信号和锁存器的锁存信号使电路正常工作，再设计一个量程自动转换电路使测量范围更广。 （2）频率计测量频率的原理图