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电子系统课程设计_简易频率计.doc

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科技大学

课程设计说明书

课程名称＿现代电子系统课程设计＿＿

题目＿简易数字频率计设计＿

学院＿＿电子信息工程学院＿＿＿＿

班级＿＿

学生＿＿＿＿＿＿＿

指导教师＿＿＿＿＿＿

日期＿＿＿2011

年

月

日＿＿

课程设计任务书

（指导教师填写）

1 / 30

课程设计名称现代电子系统课程设计学生专业班级

设计题目简易数字频率计设计

一、课程设计目的

掌握高速 AD 的使用方法；

掌握频率计的工作原理；

掌握 GW48_SOPC 实验箱的使用方法；

了解基于 FPGA 的电子系统的设计方法。

二、设计容、技术条件和要求

设计一个具有如下功能的简易频率计。

（1）基本要求：

a．被测信号的频率围为 1～20kHz，用 4 位数码管显示数据。

b．测量结果直接用十进制数值显示。

c．被测信号可以是正弦波、三角波、方波，幅值 1～3V 不等。

d．具有超量程警告（可以用 LED 灯显示，也可以用蜂鸣器报警）。

e．当测量脉冲信号时，能显示其占空比（精度误差不大于 1%）。

（2）发挥部分

a．修改设计，实现自动切换量程。

b．构思方案，使整形时，以实现扩宽被测信号的幅值围。

三、时间进度安排

布置课题和讲解：1 天查阅资料、设计：4 天

实验：3 天撰写报告：2 天

四、主要参考文献

何小艇《电子系统设计》大学 2008.1

潘松黄继业《EDA 技术实用教程》科学 2006.10

指导教师签字： 2011 年 11 月 28 日

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摘要

频率计是数字电路中的一个典型应用，是计算机、通讯设备、音频视频

等科研生产领域不可缺少的测量仪器，频率测量在科技研究和实际应用中的

作用日益重要。数字频率计是数字电路中的一个典型应用，实际的硬件设计

用到的器件较多，连线比较复杂，而且会产生比较大的延时，造成测量误差、

可靠性差。随着复杂可编程逻辑器件（CPLD）的广泛应用，以 EDA 工具作

为开发手段，运用 VHDL 语言。将使整个系统大大简化。提高整体的性能和

可靠性。

在本文中，我们设计了一个简易数字频率计。主要分为如下几个部

分：

 A/D 模块：用 VHDL 语言写一个状态机，控制 ADC0809 芯片正常

工作，使输入的被测模拟信号经过 ADC0809 芯片处理，转化为数

字信号。

 比较整形模块：将 A/D 转换出来的数字信号通过比较，高于阈值的

为 1 低于阈值的为 0 从而将八位数字信号转换为脉冲便于频率计算。

 频率测量模块：常用的频率测量方法有很多。有计数法和计时法等，

具体的方案论证将在下面进行。

 占空比计算模块：计算脉冲波占空比，具体的方案论证将在下面进行。

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 选择显示模块：设置一个二选一电路，通过一个按键控制四位数码管

显示的容是频率还是占空比。

关键词：数字频率计、模块、占空比、数字信号、测量、阈值

任务解析……………………………….……………………3

总体方案与比较论证…………………………………………4

方案选择………………………………………………………6

频率测量方法方案论证….………………..…………….……

系统结构 … .……...…....……...…………….…………….…

…9

A/D 模块设计……………… .……..…………………………

比较整形模块设计 … … … … … … … … … .………………

2 / 30

…..12

频率测量模块设计…………………………………………..13

占空比计算模块设计………………………………………..14

选择显示模块设计 … … … … … … … … … … … … … …

…......15

硬件验证 … … … … … … … … ...…………………………

…...16

误差分析 … … … … … … … … … … … … … ...……………

…...17

心得体会 … … … … … … … … … … ..….…………………

…...18

参考文献……………………………………………...………

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huayuya123

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