在电子工程、资源勘探、仪器仪表等相关应用中，频率测量是电子测量技术中最基本最常见的测量之一，频率计也是工程技术人员必不可少的测量工具。但是，传统的频率测量方法在实际应用中有较大的局限性，基于传统测频原理的频率计的测量精度将随被测信号频率的变化而变化，传统的直接测频法其测量精度将随被测信号频率的降低而降低，测周法的测量精度将随被测信号频率的升高而降低。
在电子工程领域，频率测量是一项基础且至关重要的任务，它涉及到资源勘探、仪器仪表等多个应用场景。传统的频率测量方法，如直接测频法和测周期法，存在明显的局限性。直接测频法在处理低频信号时，由于计数器记录的数值较少，测量精度会降低；而测周期法则在面对高频信号时，因计数器记录的周期数增加，可能导致精度下降。为了解决这些问题，本文提出了一种基于STM32微控制器和CPLD（复杂可编程逻辑器件）的等精度测频设计。
STM32是一款基于ARM Cortex-M3内核的32位微控制器，具备高性能、低功耗的特点。在本设计中，STM32F103C8型号的微控制器被选为主控芯片，它可以提供高达72MHz的运行频率，内置足够容量的闪存和SRAM，并支持多种外设接口。其工作电压范围广泛，且具有内置高速晶振，适合在不同应用环境中使用。此外，它还支持JTAG和SWD调试接口，便于开发和调试。
CPLD，即复杂可编程逻辑器件，用于实现系统中的特定逻辑功能。在本设计中，EPM240T100C5型号的CPLD被用来扩展STM32的功能，实现等精度测频所需的闸门控制和计数操作。CPLD具有较高的工作频率和灵活的逻辑配置能力，可以根据需要进行编程，适应不同的测量需求。
等精度测频方法的核心在于动态调整闸门时间，使其始终与被测信号同步。在测量过程中，通过两个独立的计数器同时对标准信号和被测信号进行计数，确保在闸门开启和关闭时与被测信号的上升沿对齐。这样，无论信号频率如何变化，都能保持一致的测量精度。这一方法减少了传统方法中±1个字的误差，提高了频率测量的准确性。
系统硬件设计中，STM32通过SPI总线向CPLD发送指令，控制其内部逻辑单元执行测量任务。CPLD采用50MHz的有源晶振，经过四分频得到12.5MHz的时钟信号供给STM32。此外，系统还包含了JTAG下载模块、复位电路模块以及上位机显示模块，以实现固件更新、系统初始化以及测量结果的可视化展示。
基于STM32和CPLD的等精度测频设计，克服了传统测频方法的局限性，能够提供恒定的测量精度，适用于广泛的频率测量范围。这种设计方案不仅提升了测量精度，也增强了系统的灵活性和可靠性，对于电子测量技术的发展具有积极的推动作用。
