文档介绍：漳州师范学院
毕业论文(设计)
基于FPGA实现等精度数字频率计设计

Cymometer of Equal Precision Based On FPGA

2010 年 1 月 15 日
摘要
本文基于FPGA的等精度测频原理,给出了通过FPGA来设计等精度频率计的具体方法。并在此基础上增加了测量周期、脉冲宽度、占空比的功能。设计中,以Alteta FPGA系列CycloneⅡ EP2C5T144C8器件为核心;运用VHDL语言设计功能模块;运用SOPC设计技术来配置NiosII系统,进行信号的控制、数据读取、运算处理、液晶的显示。
关键词: 等精度频率计;FPGA;NiosⅡ;
Abstract
The principle of cymometer of equal precision based on FPGA is introduced in this paper. The specific methods are given to design the system through the FPGA. It is also adds much more function such as cycle, pulse width, duty cycle measurement. It uses Altera Corporation CycloneII series ship--EP2C5T144C8 as a core; adopts Verilog Hardware Description Language to implement function module; adopts the SOPC technique to configuration NiosII system. the NiosⅡsystem is used for signal controlling, data processing , calculation, and display。
Key Word: equal precision frequency meter; FPGA; NiosⅡ;
目录
摘要 I
Abstract I
1 引言 1
2 系统设计 1
1
2
设计思路 2
系统的总体设计 3
3 模块电路的设计 4
CycloneⅡ SOPC Board 简介 4
频率、周期测试模块 5
等精度测频法原理 5
等精度测周期法原理 6
实现方法 6
仿真 7
脉宽、占空比测试模块 8
脉宽测量原理 8
占空比测量原理 8
实现方法 8
仿真 8
液晶显示 9
LCM128645ZK液晶概述 9
液晶的控制 9
4 NIOSⅡ系统的设计 11
NIOSⅡ系统的分析 11
基于NIOSⅡ IDE的软件设计 12
主要的库函数说明 12
系统流程图 12
5 系统测试 14
测试仪器 14
14
频率、周期测试 14
脉宽测试 16
占空比测试 17
设计不足 17
6 结束语 18
致谢 19
参考文献 20
附录 21
1 引言
在电子测量技术中,频率测量是最基本的测量之一。工程中很多测量,如用振弦式
方法测量力、时间测量、速度测量、速度控制等,都涉及到频率测量,或可归结为频率测量。常用的直接测频方法对被测信号的计数都会产生±1个数字误差[1];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。等精度测频方法是一种在直接测频方法基础上发展起来的测频方法,该方法测量精度高、频段宽,在频率测量中具有广泛的应用前景。采用等精度频率测量方法具有测量精度保持恒定,不随所测信号的变化而变化;结合现场可编程门阵列FPGA ( Field Programmable Gate Array),具有集成度高、高速和高可靠性的特点。设计人员只需要完成对系统功能的描述,就可以由计算机软件进行处理,得到设计结果,而且修改设计如同修改软件一样方便,可以极大地提高设计效率[2]。
NiosⅡ嵌入式处理器是Altera公司于2004年6月推出的第2代用于可编程逻辑器件的可配置的软核处理器,性能超过200DMIPS。基于哈佛结