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1、CPLD测量频率的电路与软件设计 摘要：测量信号的频率的方法主要有两种：直接测频法和间接测频法。直接测频法就是在一个参考信号的特定的周期里来测出被测信号的周期数。间接测频法就是测量被测信号一定数量周期所持续的时间，进而间接地得出待测信号的频率。在这里，我们基于verilog HDL语言和Quartus II软件使用直接测频法在CPLD芯片EPM570T100C5上完成测频。测频电路包括分频模块，计数模块，寄存模块，译码显示模块等模块组成。最终我们实现了测频电路的调试工作，将待测信号的频率显示在了PC端的串口调试助手上。31381关键词: 直接测频法，verilog HDL语言，测频电路毕业论文
2、设计说明书外文摘要Title Frequency Measuring Circuit Based on CPLDAbstractThere are two main methods to measure frequency, namely direct measuring and indirect measuring. The direct measuring is to measure the number of signal circles in a certain period. The indirect measuring is to figure out the frequency
3、indrectly by counting the time within a certain integrated circles. Here we use the direct measuring based on Quartus II and Verilog HDL, measuring frequency on EPM570T100C5. The whole circuit is consisted of piding module,counting module,register，display module and so on.Keywords: Direct Frequency
4、Measuring, verilog HDL, Frequency Measuring Circuit目 次1 引言（或绪论） 22 测量原理与方法 33 外围电路设计 63.1 放大整形电路的设计 63.2 按键消抖电路的设计 73.3振荡器的设计 83.4 LED扫描显示模块的设计 84 核心电路的设计 124.1 信号分频器 124.2 闸门时间选择器 13源自六维$论*文|网(加7位QQ32491144.3计数器 154.4 锁存器 185 顶层电路的生成与仿真 265.1 顶层文件与电路 265.2仿真结果 266 程序的下载与运行结果 28结论 30致谢 31参考文献321 引言频
5、率测量技术是电子测量技术中最基本的测量技术之一，频率计也一直是电子设备领域不可或缺的电子工具。时间是自然界三大基本物理量之一，时间与频率之间有着密不可分的关系，因此频率技术广泛应用于工业生产领域，天文航空领域，交通运输领域，国防领域，电子通讯领域和其他重要的领域1。在这些领域中，无线通讯，工业控制，计量计算等关键技术都依托于频率测量这一项基本测量技术。频率测量技术的不断改进以及测量精度的不断提高，都无时无刻不在改变着我们的生活，推进着各大领域的前进。反过来，各大领域对于频率测量精度和条件的要求也越来越高，也要求着频率测量技术的不断改进与完善。在现代测频领域，测量信号的频率的方法主要有两种：直接
6、测频法和间接测频法2。直接测频法就是在一个参考信号的特定的周期（闸门时间）里来测出被测信号的周期数。直接测频法多用于测量高频信号。间接测频法就是测量被测信号一定数量周期所持续的时间，进而间接的得出待测信号的频率。间接测频法也叫周期测频法，多用于测量低频信号。最近几年，随着微电子技术，无线通讯技术以及计算机技术的不断进步，频率测量技术也得到了极大的改进，新的，更加先进的，精度更高的测频技术不断的出现。测频领域已经变成了快速发展的，技术密集型的领域。新的环境给了测评领域三大新要求：精确度高，时间响应快，使用于高温高压等环境。除此以外，体积小，功耗低，可靠性高，抗干扰能力强等方面也有了更高的要求3。
7、源自六维$论*文|网(加7位QQ3249114在整形电路的帮助下，被测信号可以是方波，正弦波等任何的周期信号。因此，工业界经常使用一些传感器来利用测频计间接地测量压力、流量、振动、位移、速度等信号4。因此，数字频率计是一种应用很广泛的处理离散信息的仪器，开发更加优异的测频仪器也一直有着重要的意义。 :2 测量原理和方法在现代测频领域，测频方法有很多种。第一种：利用电路的频率响应特性进行频率测量。这方面的测频技术包括谐振测频法（适用于低频）和电桥测频法（适用于高频）等5。这种测频方法不需要电源，电路也相对简单，但是测量方法必将原始，测量精确度较低。第二种：利用待测信号与参考信号频率之间的对比来测
8、量频率。这种方法现在主要包括直接测频法和间接测频法。直接测频法就是在一个参考信号的特定的周期（闸门时间）里来测出被测信号的周期数。直接测频法多用于测量高频信号。间接测频法就是测量被测信号一定数量周期所持续的时间，进而间接的得出待测信号的频率。间接测频法也叫周期测频法，多用于测量低频信号。测量频率最常用的方法是直接测频法，就是在一个参考信号的特定的周期（闸门时间）里来测出被测信号的周期数。其原理是，用一个频率已知且稳定的信号作为基准信号，测量在此基准信号一个或者半个周期的时间内脉冲的个数，然后根据基准信号的频率计算待测信号的频率。例如，基准信号的周期是2秒，我们可以计算1秒内待测信号的脉冲个数，
9、此时我们称闸门时间为1秒。如图2.1所示，我们把已知频率信号的半个周期作为闸门时间（T），然后利用技术系统计算闸门时间内的脉冲数。该信号的频率可利用公式f = N / T计算得到。例如，如果闸门时间设定为1秒钟，测得在闸门时间里有100个脉冲，那么待测信号的频率为100Hz。图2.1 直接测频发法原理说明图闸门时间也可以设定为非1秒的时间。测频精度是随着闸门时间的增大而增大的。原因：假如T时间内测得脉冲个数为N，则待测信号的频率为f= N/T。在基准信号的边界处，会因为误差多计入或者少计入0-1个脉冲数，因此存在正负一个被测时钟的误差。所以真正的脉冲会是介于（N+1）/T与（N-1）/T之间的任何频率。当被测信号频率很低或者闸门时间很小时，就会产生很大的相对误差。比如，当测得闸门时间内脉冲个数是10个或者闸门时间为1秒时，则测得的频率可能在9HZ到11HZ之间，这时会出现较大的误差。为了提高在低频率时的精确度，我们尽可能的提高闸门时间的长度。当然，闸门时间变长也会使频率刷新时间变长。
