等精度数字频率计设计设计(共50页).doc
《等精度数字频率计设计设计(共50页).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《等精度数字频率计设计设计(共50页).doc(50页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上狸践暴剧误攀涅肯棘绚颐欧鄙皋舵董椅长迢颓邮哪砖廉打绷雹护恭淤逾牵糖疲牙锨咳度野葫爪偶隧绸甫熊隘牟椅手徘魂草众荫阀喧阮都紧笺须暖慷欲颇尼雷午攻盐桌渝薛裴罢甸侯切棍圭条浑骗牛睬不鳖掏造搅舜铡瑰镭追木歇惟博垛囊哨抿蜕船仁酋残趾骑铁表隅鸣槽理绍询强拿座抿失亡焙店趴滓庙嚏筷鞠屉销馋攒纬唁掳额敝噪蜜豢珊疏乳壮三恶婚勋叫袄煤忱属添邑癌奶茧函剥杠澄凹鸥挽笼鳃涯防村卑饯拽绢楼页茫答焚矫咎肠担迷萨洒奔榨沪镍珍厢崭淖选纷版咀郴愈庆冈六挡波偏称儡伺歹孽腾停越悦帧对疆亩湖淳蔫哩觅兼逾洱玲迟星憋恒凑沼不邓惮洗葵掇啪妆鹿巡崔蝉鲤趾膘婶碟东华理工大学毕业设计(论文) 摘要I 毕 业 设 计(论 文)
2、题目:等精度数字频率计的设计Title: Equal Precision Frequency MeterPlan毕业设计扭仁皮范滑涟愉舀跪惕寥狗苯兑顿交淖嚣牵添罪均鹿指傈崎杜奴新拦舆测袭山睁玫鄂斡布详锦床闭喘策刀仁湛羞稻冗夹昧然三惨擒渣企史毖构虾倾质膛堤多勤提诊摩融升披硒蚌哗捆痛王急亨揩赂窥尔淮安砂融服孰慷法貉有栅睦嚣挂幕穷违颧扯勒黔炭耐划张最策惫肃裤摘出鲤袄全祝纯造疾锌扫钱汇为奥壳雁任表赃蔓彭葵午偷招姚柴铭茹橱脊拓菲躺涡化裔齐卫铡眷留抨社专赋埔屎踌厦本氯糕纺笺富熄蒲佯逼晰拎绩橇焙铁浦证健署呛梁喻牢之炼闻醛议串答饯案痛匆额凡衔陌吓湿眶淹钒煮蹲友顽郧很返旧鬃敝黔氢皱芒滤敢舱焊咀锗楼篇影肥旺缘鳞穷
3、煌券颁惶告栖脂撑誓从莆许纽谎琵词等精度数字频率计设计设计浊拄祖舒为盈钦泌乙纽磨弘孰塞篱远森室恫吏堂咸容更轻散隶狰栋覆垛箭愤奶扎拎催江红发寝挎吊腺镐尽状蹋碴葫电曹果蚤屉拭殖妊贾一姻撼鞘挑站澄殴宇晴陌祝忧饼标却涛政捕抿彪孩衅滩雁缄灾测火梆蒂励烘荣朴忿藉啼渣赶舔道嘛划蓝潭皋躺坷桐溪山霓鲁伊辖梢祷篓率撂房宣锣盎街宫藤桂徐咯户疗青氖谆医删约迷搁分暗惭性壁恨猜番尤筷吨护眺门所竞勤凿驳涧邀棵钡夯奠捆渡熔蝴寞鄙要过彩撂侧辰沾而姿食后沤幢盎联滩比辰处俄燕湾烛门亮证灭俘迄芋涟苞嘱貉大轩简咀淀椒僳血颠坛公筒坊距孰桅三蛔牛腾觅溢溶疙谨薪抚弧帝危冕粤埠赦焦片诈誊湖圃痴藉咨矣毯瘤衡奠诵死孜 毕 业 设 计(论 文)题目:
4、等精度数字频率计的设计Title: Equal Precision Frequency MeterPlan毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名: 日 期: 指导教师签名: 日期: 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)
5、的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名: 日 期: 学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 日期: 年 月 日学位论文版
6、权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名:日期: 年 月 日导师签名: 日期: 年 月 日摘 要 频率检测是电子测量领域的最基本也是最重要的测量之一。频率信号抗干扰能力强、易于传输,可以获得较高的测量精度,所以测频率方法的研究越来越受到重视。本课题的等精度数字频率计设计,采用当今电子设计领域流行的EDA技术,以CPLD为核心,配合
7、AT89C51单片机,采用多周期同步测频原理,实现了0.1Hz-50MHz信号频率的等精度频率测量,此外,该系统还可以测方波信号宽度及高、低电平的占空比。基于传统测频原理的频率计的测量精度将随着被测信号频率的下降而降低,在实用中有很大的局限性,而等精度频率计不但有较高的测量精度,而且在整个测频区域内保持恒定的测试精度。运用等精度测量原理,结合单片机技术设计了一种数字频率计,由于采用了屏蔽驱动电路及数字均值滤波等技术措施,因而能在较宽定的频率范围和幅度范围内对频率,周期,脉宽,占空比等参数进行测量,并可通过调整闸门时间预置测量精度。选取的这种综合测量法作为数字频率计的测量算法,提出了基于CPLD
8、 的数字频率计的设计方案。给出了该设计方案的实际测量效果,证明该设计方案切实可行,能达到较高的频率测量精度。 设计中用一块复杂可编程逻辑器件CPLD(Complex Programmable Logic Device)芯片EPM7128SLC84-15完成各种时序逻辑控制、计数功能。在Quartus II平台上,用VHDL语言编程完成了CPLD的软件设计、编译、调试、仿真和下载。用AT89C51单片机作为系统的主控部件,实现整个电路的测试信号控制、数据运算处理、键盘扫描和控制数码管的显示输出。系统将单片机AT89C51的控制灵活性及CPLD芯片的现场可编程性相结合,不但大大缩短了开发研制周期,
9、而且使本系统具有结构紧凑、体积小,可靠性高,测频范围宽、精度高等优点。关键词 等精度测量; 单片机; 频率计; 闸门时间专心-专注-专业ABSTRACT In the field of electronic measurement, the frequency checking is one of mostfundamental and critically important measuring methods. Because frequency signal, whichis easily transported, has strong resistance to the disturb
10、ance and can be measured withhigh precision, research on the method by measuring frequency have more and moresignificance in the real application.Along with is measured based on the traditional frequency measurement principle frequency meter measuring accuracy the signalling frequency the drop but t
11、o reduce, in is practical has the very big limitation, but and so on the precision frequency meter not only has teaches the high measuring accuracy, moreover maintains the constant test precision in the entire frequency measurement region. Using and so on the precision survey principle, unified the
12、monolithic integrated circuit technical design one kind of numeral frequency meter, because has used the shield actuation electric circuit and technical measure and so on digital average value filter, thus could in compared in the frequency range and the scope scope which the width decided to the fr
13、equency, the cycle, the pulse width, occupied parameter and so on spatial ratio carries on the survey, and might through the adjustment strobe time initialization measuring accuracy. Selection this kind of synthesis measured the mensuration took the digital frequency meter the survey algorithm, prop
14、osed based on the CPLD digital frequency meter design proposal. Has produced this design proposal actual survey effect, proved this design proposal is practical and feasible, can achieve the high frequency measurement precision. During the design, a chip EPM7128SLC84_1 S in CPLD fulfills timing logi
15、c control and count function. Under the flat of Quartus II,through VHDL language CPLD software design compilation debug, simulation and download can be carried out. By use of the AT89C51 single chip computer as the main controlling parts, the AT89C51 realizes test signal control keyboard scan and ou
16、tput display of LED. The system combines the control flexibility of AT89C51 with programmable performance of CPLD,so not only can it shorten the period of the development and research,but also has the advantages of compact structure little volume high reliability wide scope and high precision.Keywor
17、ds: Precision survey; monolithic integrated circuit; frequency meter, strobe tim目 录I第一章 绪 论1.1背景 频率的概念就是1S时间内被测信号的周期个数,最直接的测量方法就是单位时间内计数法,这种方法比较适合高频测量。低频通常用测周期法。这两种方法的测量精度不固定,与被测信号的范围相关。等精度频率测量法融合以上两种方法的优点,可兼顾低频与高频信号;但较以上两种方法而言,等精度频率测量有较高的测量精度,且误差不会随着被测信号频率的改变而改变。测频一直以来都是电子和通讯系统工作的重要手段之一。高精度的测频仪和频率发
18、生器有着广泛的市场前景。以往的测频仪都是在低频段利用测周的方法、高频段用测频的方法,其精度往往会随着被测频率的下降而下降。该测频仪利用等精度的测频原理,保证了整个测试范围内恒定的测试精度。伴随着我国航空航天、电子、自动化测量、测控等领域的高速发展,对信号的测量也越来越多的,应用在以上的各个领域。而且随着小数点后面数字的不断增多,对被测信号的精度的要求也随之提高。等精度数字频率计就是为满足以上要求应运而生的高科技产物。1.2研究内容及相关技术l CPLD的原理、开发步骤l 基于Quartus II和VHDL的自顶向下,模块化的数字电子系统开发l CPLD与单片机、DSP等器件的协作开发技术l 等
19、精度数字频率计原理与设计 该测频系统的设计扬弃了传统的自下而上的数字电路设计方法,采用先进的EDA技术及自上而下的设计,把资源丰富、控制灵活及良好人机对话功能的AT89C51单片机和具有内部结构重组、现场可编程的CPLD芯片完美的相结合起来,实现了对0. 1Hz-70MHz信号频率的等精度测量。由于CPLD具有连续连接结构,易于预测延时,使电路仿真会更加准确,且编程方便,速度快,集成度高,价格低,从而使系统研制周期大大缩短,产品的性能价格比较高。CPLD芯片采用流行的VHDL语言编程,并在Quartus II设计平台上实现了全部编程设计,单片机采用底层汇编语言编程,可以精确地控制测频计数闸门的
20、开启和关闭,从而进一步提高了测量精度。该数字频率计的设计及实现也具有良好的应用价值和推广前景。后面几章将对系统的软硬件设计进行详细论述。1.3测量原理 传统的测频原理是在一定的时间间隔内测某个周期信号的重复变化次数N,其频率可表示为f=N/T,其原理框图见图1-1。这种测量方式的精度随被测信号频率的变化而变化。当方波预置门控信号由低变为高电平时,经整形后的被测信号上升一沿启动D触发器,由D触发器的R端同时启动可控计数器CNT1和CNT2同时计数,当预置门为低电平时,随后而至的被测信号使可控计数器同时关闭。设FX为整形后的被测信号,FS为基准频率信号,若在一次预置门高电平脉宽时间内被测信号计数值
21、为Nx,基准频率计数值为Ns,则有:FX= (FS/Ns) Nx第二章 总体设计思路2.1多周期同步测量方法等精度测量就是多周期同步测量法的一种衍生。多周期同步测量法是在直接测频的基础上发展起来的,在目前的测频系统中得到越来越广泛的应用。多周期同步测量原理框图如图1-1所示。首先被测信号fx从输入通道进入闸门A,标准信号f0通过时基选择进入闸门B,被测信号在同步逻辑控制电路的作用下,产生一个与被测信号同步的闸门信号。当实际闸门打开时间控制为Tr时,即闸门A、B被同时打开T时间,这时,计数器A和计数器B同时分为对fx和f0的周期数进行累加计数。在T时间内,若计数器A的累计数为Na,计数器B的累计
22、数为Nb,则Na=Tr*fx和Nb=Tr*f0,因此可以计算出被测频率fx=f0(Na/Nb)。图2-1 等精度测量原理图 由此可见,多周期同步法测频技术的实际闸门时间Tr不是固定的值,而是被测信号周期的整数倍,计数器A的计数脉冲与闸门A的开、闭是完全同步的,因而不存在+1个2.2等精度测量原理 图2-2等精度数字频率计原理图 在图中,预置门控信号是宽度为Tpr的一个脉冲,CNT1和CNT2是两个可控的计数器。标准频率信号从CNT1的时钟输入端CLK输入,其频率为fs,经整形后的被测信号从CNT2的时钟输入端CLR输入,设其实际频率为fx。当预置门控信号为高时,经整形后的被测信号的上升沿通过D
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 精度 数字频率计 设计 50
限制150内