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课程设计任务书
(指导教师填写)
课程设计名称现代电子系统课程设计学生姓名
专业班级
设计题目简易数字频率计设计
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。
设计内容、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:
~20kHz,用4位数码管显示数据。
。
、三角波、方波,幅值1~3V不等。
(可以用LED灯显示,也可以用蜂鸣器报警)。
,能显示其占空比(精度误差不大于1%)。
(2)发挥部分
,实现自动切换量程。
,使整形时,以实现扩宽被测信号的幅值范围。
。
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
主要参考文献
何小艇《电子系统设计》浙江大学出版社
潘松黄继业《EDA技术实用教程》科学出版社
齐晶晶《现代电子系统设计》实验指导书电工电子实验教学中心
指导教师签字: 2011年 11月28日
摘要
由于社会发展和科技发展的需要,信息传输和处理的要求的提高,对频率的测量精度也提出了更高的要求,需要更高更准确度的时频基准和更精密的测量技术。而频率测量所能达到的精度,主要取决于作为标准频率源的精度以及所使用的测量设备和测量方法。目前,国内外使用的测频方法有很多,有直接测频法、内插法、游标法、时间—电压变化法、多周期同步法、频率倍增法、频差倍增法以及相位比较法。
在本文中,我们用VHDL语言进行编程并利用FPGA芯片设计了一个简易数字频率计。主要分为如下几个部分:
一、 ADC0809控制模块: AD0809的工作过程是:输入3位地址,并使ALE=1,将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A/D转换,之后EOC输出信号变低,指示转换正在进行。直到A/D转换完成,EOC变为高电平,指示A/D转换结束,结果数据已存入锁存器,这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时,输出三态门打开,ALE,START,OE,ADDA都是ADC0809的控制信号,ADDA为模拟通道选择,低电平选择通道0,ALE为通道地址锁存信号,START为启动AD转换的信号,OE为ADC0809转换结果输出的使能信号。这部分主要用来控制ADC0809完成数模转换,将模拟信号转换成数字信号。
二、比较器模块:这部分的功能是将前者输出的信号与它本身设置好的一个预值相比较,将数字信号转换成脉冲信号。此时比较器的作用相当于一个整形电路。
三、频率计计数模块:这部分主要用来测量频率,测频方法有很多。本次设计采用的是直接测频法。具体的方案论证将在下面进行。
四、频率计占空比计数模块:这部分主要用来测量占空比,测量方法也有很多,本次设计用的是等精度法测量。
五、显示模块:这部分主要用四个数码管来显示测量的频率和脉冲信号的占空比,并通过一个按键来实现频率显示和占空比显示的转换。
关键词: 频率、精度、VHDL、FPGA、ADC0809
目录
一、任务解析…………………………………………………4
二、系统方案论证………………………………………..…..5
总体方案与比较论证………………………………..…5
方案的选择………………………………………………6
系统结构………………………………………………6
三、ADC0809控制模块…………………………………..…7
四、比较器模块…………………………………………..…..10
五、频率计数和占空比模块……………………………….…13
频率计基本原理………………………………………....13
方案论证…………………………………………..……..13
六、显示模块……………………………………………….…15
七、实验结果及分析…………………………..………………17
八、心得体会………………………………………………….17
 参考文献…………………………..…………………....….....18
附录一……………………………..…………...…….........19
附录二………………………………..…………...….........19
一、任务解析
设计目标及要求:
被测信号波形:正弦波、三角波和矩形波。
测量频率范围分二档: