基于fpga的數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)

1、<p>　　草魚(yú)草魚(yú)攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）草魚(yú)草魚(yú)基于FPGA的數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)學(xué)生姓名：pork 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú)草魚(yú)學(xué)生學(xué)號(hào)：pork 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú)200610504115 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú)草魚(yú)院（系）：pork 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú)電氣信息工程學(xué)院 草魚(yú) 草魚(yú)

2、草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú)草魚(yú)年級(jí)專(zhuān)業(yè)：pork 草魚(yú)2006級(jí)測(cè)控技術(shù)與儀器 草魚(yú) 草魚(yú)草魚(yú)指導(dǎo)教師：pork 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)二〇一〇年六月</p><p><b>　　草魚(yú)草魚(yú)</b></p><p>　　草魚(yú)摘 草魚(yú) 草魚(yú)要草魚(yú)草魚(yú)在電子技術(shù)中，鯉魚(yú)

3、頻率是最基本的參數(shù)之一，鯉魚(yú)并且與許多電參量的測(cè)量方案、pork測(cè)量結(jié)果都有十分密切的關(guān)系，鯉魚(yú)因此頻率的測(cè)量就顯得十分重要。草魚(yú)數(shù)字頻率計(jì)是數(shù)字電路中的典型應(yīng)用，鯉魚(yú)是電子測(cè)量與儀表技術(shù)最基礎(chǔ)的電子儀器之一，鯉魚(yú)是計(jì)算機(jī)、pork通訊設(shè)備、pork音頻視頻等科研生產(chǎn)領(lǐng)域不可缺少的測(cè)量?jī)x器。草魚(yú)與傳統(tǒng)的頻率計(jì)相比，鯉魚(yú)數(shù)字頻率計(jì)具有精度高、pork測(cè)量范圍大、pork可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。草魚(yú)是頻率測(cè)量的重要手段之一。草魚(yú)草魚(yú)該論文研究基于

4、FPGA的數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)，鯉魚(yú)在QuartusII環(huán)境中，鯉魚(yú)運(yùn)用VHDL語(yǔ)言完成數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)，鯉魚(yú)并對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合、pork編譯、pork仿真。草魚(yú)通過(guò)仿真分析，鯉魚(yú)證明該頻率計(jì)測(cè)量結(jié)果的正確性。草魚(yú)本文的主要內(nèi)容概括如下：pork草魚(yú)① 草魚(yú)介紹了數(shù)字頻率計(jì)的基本內(nèi)容和重要性，鯉魚(yú)并對(duì)數(shù)字頻率計(jì)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)；pork并概括了本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)和內(nèi)容。草魚(yú)草魚(yú)②介紹了數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)境，鯉魚(yú)并對(duì)FPGA、p

5、orkQuartusII、porkVHDL進(jìn)行了詳細(xì)介紹對(duì)開(kāi)發(fā)流程詳</p><p>　　草魚(yú)ABSTRACT草魚(yú)草魚(yú)In 草魚(yú)electronics,frequency 草魚(yú)is 草魚(yú)one 草魚(yú)of 草魚(yú)the 草魚(yú)most 草魚(yú)basic 草魚(yú)parameters.And 草魚(yú)it 草魚(yú)have 草魚(yú)a 草魚(yú)close 草魚(yú)relationship 草魚(yú)with 草魚(yú)many 草魚(yú)measuremen

6、t 草魚(yú)program 草魚(yú)of 草魚(yú)electrical 草魚(yú)parameters 草魚(yú)and 草魚(yú)measurement 草魚(yú)results, 草魚(yú)so 草魚(yú)the 草魚(yú)measurement 草魚(yú)of 草魚(yú)frequency 草魚(yú)is 草魚(yú)very 草魚(yú)important.Digital 草魚(yú)frequency 草魚(yú)meter 草魚(yú)is 草魚(yú)a 草魚(yú)typical 草魚(yú)applications 草魚(yú)in 草魚(yú)digital 草魚(yú)c

7、ircuit,and 草魚(yú)one 草魚(yú)of 草魚(yú)the 草魚(yú)most 草魚(yú)basic 草魚(yú)electronic 草魚(yú)devices 草魚(yú)in 草魚(yú)electronic 草魚(yú)measurement 草魚(yú)and 草魚(yú)instrumenta</p><p><b>　　草魚(yú)</b></p><p>　　草魚(yú)1 草魚(yú) 草魚(yú)緒 草魚(yú)論草魚(yú)草魚(yú)數(shù)字頻率計(jì)(DFM)是電子測(cè)

8、量與儀表技術(shù)最基礎(chǔ)的電子儀表類(lèi)別之一,是計(jì)算機(jī)、pork通訊設(shè)備、pork音頻視頻等科研生產(chǎn)領(lǐng)域不可缺少的測(cè)量?jī)x器，鯉魚(yú)而且它是數(shù)字電壓表(DVM)必不可少的部件，鯉魚(yú)因此，鯉魚(yú)數(shù)字頻率計(jì)的發(fā)展對(duì)整個(gè)電子產(chǎn)品的發(fā)展起著舉足輕重的作用。草魚(yú)本文采用測(cè)頻法的思想，鯉魚(yú)利用FPGA設(shè)計(jì)數(shù)字頻率計(jì)，鯉魚(yú)為提高檢測(cè)可靠性和效率奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)1.1 草魚(yú)數(shù)字頻率計(jì)概述草魚(yú)數(shù)字頻率計(jì)是一種用十進(jìn)制數(shù)字顯示被測(cè)信號(hào)頻率的數(shù)字測(cè)量?jī)x

9、器.它的基本功能是測(cè)量正弦信號(hào)、pork方波信號(hào)、pork尖脈沖信號(hào)及其他各種單位時(shí)間內(nèi)變化的物理量。草魚(yú)當(dāng)今數(shù)字頻率計(jì)不僅是作為電壓表、pork計(jì)算機(jī)、pork天線電廣播通訊設(shè)備、pork工藝過(guò)程自動(dòng)化裝置。草魚(yú)集成數(shù)字頻率計(jì)由于所用元件少、pork投資少、pork體積小、pork功耗低、pork且可靠性高、pork功能強(qiáng)、pork易于設(shè)計(jì)和研發(fā),使得它具有技術(shù)上的實(shí)用性和應(yīng)用的廣泛性。草魚(yú)不論從彩色電視機(jī)、pork電冰箱，鯉魚(yú)DVD

10、，鯉魚(yú)還是現(xiàn)在家庭常用到的數(shù)字電壓表、pork數(shù)字</p><p>　　草魚(yú)2 草魚(yú) 草魚(yú)數(shù)字頻率計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹草魚(yú)草魚(yú)2.1 草魚(yú)FPGA簡(jiǎn)介草魚(yú)2.1.1 草魚(yú)FPGA簡(jiǎn)介草魚(yú)傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般采用搭積木式的方法進(jìn)行，鯉魚(yú)即由器件搭建成電路板，鯉魚(yú)由電路板搭成數(shù)字系統(tǒng)。草魚(yú)系統(tǒng)常用的“積木塊”是固定功能的標(biāo)準(zhǔn)集成電路，鯉魚(yú)如74/ 草魚(yú)54系列(TTL)、pork4000/’4500系列(CMO

11、S)芯片和一些固定功能的大規(guī)模集成電路。草魚(yú)設(shè)計(jì)者根據(jù)需要選擇合適的器件，鯉魚(yú)由器件組成電路板，鯉魚(yú)最后完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)。草魚(yú)傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)只能對(duì)電路板進(jìn)行設(shè)計(jì)，鯉魚(yú)通過(guò)設(shè)計(jì)電路板來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。草魚(yú)進(jìn)入到20世紀(jì)90年代以后，鯉魚(yú)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(Electronics 草魚(yú)Design 草魚(yú)Automation,EDA)技術(shù)的發(fā)展和普及給數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)了革命性的變化。草魚(yú)利用EDA工具，鯉魚(yú)采用可編程邏輯器件設(shè)計(jì)數(shù)字電路，鯉魚(yú)正在

12、成為數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主流[3]。草魚(yú)草魚(yú) 草魚(yú)FPGA是現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(Field 草魚(yú)Programmable 草魚(yú)Gate 草魚(yú)Array)的簡(jiǎn)稱(chēng)。草魚(yú)FPGA器件及其開(kāi)發(fā)系統(tǒng)是開(kāi)發(fā)大規(guī)模數(shù)字集成電路的新技術(shù)。</p><p>　　草魚(yú)3 草魚(yú) 草魚(yú)數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)方案草魚(yú)草魚(yú)3.1 草魚(yú)數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)原理草魚(yú)草魚(yú)圖3.1 草魚(yú)數(shù)字頻率計(jì)原理基本框圖草魚(yú)草魚(yú)頻率計(jì)的基本原理是用一個(gè)頻率穩(wěn)定度高

13、的頻率源作為基準(zhǔn)時(shí)鐘，鯉魚(yú)對(duì)比測(cè)量其他信號(hào)的頻率。草魚(yú)所謂頻率，鯉魚(yú)就是周期性信號(hào)的在單位時(shí)間(1s)內(nèi)變化的次數(shù)，鯉魚(yú)閘門(mén)時(shí)間可以根據(jù)需要取值，鯉魚(yú)大于或小于1 草魚(yú)s都可以。草魚(yú)閘門(mén)時(shí)間越長(zhǎng)，鯉魚(yú)得到的頻率值就越準(zhǔn)確，鯉魚(yú)但閘門(mén)時(shí)間越長(zhǎng)，鯉魚(yú)則每測(cè)一次頻率的間隔就越長(zhǎng)。草魚(yú)閘門(mén)時(shí)間越短，鯉魚(yú)測(cè)得的頻率值刷新就越快，鯉魚(yú)但測(cè)得的頻率精度就受影響。草魚(yú)若在一定時(shí)間間隔T內(nèi)測(cè)得這個(gè)周期性信號(hào)的重復(fù)變化次數(shù)為N，鯉魚(yú)則其頻率可表示為[9]：

14、pork草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú)草魚(yú)為了準(zhǔn)確地測(cè)出頻率的多少，鯉魚(yú)人們研究出了很多測(cè)頻率的方法。草魚(yú)根據(jù)頻率工作原理可將頻率測(cè)量方法分成以下幾類(lèi)：pork草魚(yú)① 草魚(yú)利用電路的某種頻率相應(yīng)特性來(lái)測(cè)量頻率。草魚(yú)諧振測(cè)頻法和電橋測(cè)頻法是這類(lèi)測(cè)量方法的典型代表：pork前者常用于低頻段的測(cè)量，鯉魚(yú)后者主要</p><p>　　草魚(yú)總 草

15、魚(yú)結(jié)草魚(yú)數(shù)字頻率計(jì)(DFM)是電子測(cè)量與儀表技術(shù)最基礎(chǔ)的電子儀表類(lèi)別之一,是計(jì)算機(jī)、pork通訊設(shè)備、pork音頻視頻等科研生產(chǎn)領(lǐng)域不可缺少的測(cè)量?jī)x器。草魚(yú)EDA(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)是現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)的趨勢(shì)，鯉魚(yú)VHDL語(yǔ)言則是EDA設(shè)計(jì)中最流利的高級(jí)語(yǔ)言之一，鯉魚(yú)其設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，鯉魚(yú)語(yǔ)言通俗易懂，鯉魚(yú)從而大大縮短了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)時(shí)間，鯉魚(yú)草魚(yú)數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)方法很多，鯉魚(yú)該設(shè)計(jì)采用測(cè)頻法的思想，鯉魚(yú)利用FPGA設(shè)計(jì)數(shù)字頻率計(jì)，鯉魚(yú)為提高檢測(cè)可靠

16、性和效率奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。草魚(yú)本文介紹了數(shù)字頻率計(jì)的開(kāi)發(fā)環(huán)境，鯉魚(yú)研究了數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)方法，鯉魚(yú)采用模塊化的設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)數(shù)字頻率計(jì)，鯉魚(yú)并對(duì)其各個(gè)模塊的作用和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，鯉魚(yú)最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行綜合、pork仿真，鯉魚(yú)通過(guò)仿真證明了該設(shè)計(jì)方法的正確性。草魚(yú)草魚(yú)與傳統(tǒng)方法相比，鯉魚(yú)利用FPGA設(shè)計(jì)數(shù)字頻率計(jì)具有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。草魚(yú)結(jié)合本文的研究工作，鯉魚(yú)作者認(rèn)為需在以下一些方面做進(jìn)一步的研究：pork草魚(yú)① 草魚(yú)測(cè)量范圍。

17、草魚(yú)該設(shè)計(jì)的頻率計(jì)測(cè)量范圍不大，鯉魚(yú)在1Hz-9999Hz之間,而目前的高端頻率計(jì)最小可以測(cè)量到0.001H</p><p>　　草魚(yú)參 草魚(yú)考 草魚(yú)文 草魚(yú)獻(xiàn)草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)[1] 草魚(yú)莫琳.基于FPGA的等精度頻率計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2004,草魚(yú)30(10):35-37.草魚(yú)[2] 草魚(yú)張學(xué)莊,廖翊希.電子儀器與測(cè)量[M].長(zhǎng)沙:湖南科學(xué)技術(shù)出版社,草魚(yú)2004:98-145.草魚(yú)

18、[3] 草魚(yú)Chris 草魚(yú)Rowen(USA).Engineering 草魚(yú)the 草魚(yú)Complex 草魚(yú)SoC:Fast,Flexible 草魚(yú)Design草魚(yú)with 草魚(yú)Configurable 草魚(yú)Processors[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.草魚(yú)[4] 草魚(yú)LU 草魚(yú)Shao 草魚(yú)qiang 草魚(yú)FPGA 草魚(yú)will 草魚(yú)gradualy 草魚(yú)replace 草魚(yú)ASIC 草魚(yú)and 草魚(yú)ASSP[J

19、]Electron草魚(yú)product 草魚(yú)ion 草魚(yú)world.2008, 草魚(yú)(9):26-28草魚(yú)[5] 草魚(yú)MA 草魚(yú)A 草魚(yú)shour, 草魚(yú)H 草魚(yú)I 草魚(yú)saleh 草魚(yú)An 草魚(yú)FPGA 草魚(yú)inplem 草魚(yú)entation 草魚(yú)guide 草魚(yú)for</p><p>　　草魚(yú)致 草魚(yú)謝草魚(yú)草魚(yú)經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月來(lái)的艱苦努力，鯉魚(yú)我的畢業(yè)論文終于取得了階段性的進(jìn)展，鯉魚(yú)雖然我未能最后將此系統(tǒng)

20、做為產(chǎn)品，鯉魚(yú)但我們自覺(jué)已在這兩個(gè)多月之內(nèi)盡了自己的最大的努力，鯉魚(yú)去鉆研這個(gè)系統(tǒng)，鯉魚(yú)從對(duì)數(shù)字頻率計(jì)的懵懂無(wú)知到收集大量的有關(guān)數(shù)字頻率計(jì)的文獻(xiàn)資料再到時(shí)間非常長(zhǎng)的編程修改調(diào)試，鯉魚(yú)我接觸了真正設(shè)計(jì)一個(gè)電子產(chǎn)品的全部過(guò)程，鯉魚(yú)學(xué)到了很多實(shí)實(shí)在在的知識(shí)。草魚(yú)草魚(yú)由于沒(méi)學(xué)過(guò)本次設(shè)計(jì)所需工具，鯉魚(yú)讓我經(jīng)歷了對(duì)FPGA、porkVHDL語(yǔ)言和QuartusII軟件毫無(wú)所知，鯉魚(yú)不知如何開(kāi)頭的苦惱，鯉魚(yú)到初現(xiàn)光芒的竊喜還有最后攻破難關(guān)的歡呼。草

21、魚(yú)現(xiàn)在回頭想想，鯉魚(yú)真的是很有意義。草魚(yú)草魚(yú)非常感謝指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，鯉魚(yú)唐老師總是在百忙之中抽出時(shí)間來(lái)對(duì)我悉心指導(dǎo)，鯉魚(yú)為我提出了各方面的指導(dǎo)意見(jiàn)，鯉魚(yú)提供各方面的重要資料，鯉魚(yú)是我設(shè)計(jì)進(jìn)程中的中堅(jiān)力量。草魚(yú)草魚(yú)非常感謝本班的諸多兄弟姐妹，鯉魚(yú)他們與我一起分擔(dān)這段歲月的酸甜苦辣，鯉魚(yú)他們真的為我們付出了很多，鯉魚(yú)他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，鯉魚(yú)刻苦勤奮的作風(fēng)一直都是我們學(xué)習(xí)的榜樣。草魚(yú)草魚(yú)特別是在實(shí)習(xí)這段時(shí)間自己的感觸真的很多，鯉魚(yú)在社會(huì)