等精度频率计的设计-开题报告

开题报告学号学生姓名系部专业年级指导教师职称设计（论文）题目基于单片机和CPLD的数字频率计本课题研究动态及意义：近年来，在现代电子系统设计领域中，电子设计自动化已成为重要的设计手段。简单的搭建电路已经不适应大规模电路的设计要求。EDA的可编程序设计硬件电路设计，可重复下载的优势非常明显。这样做既可节省时间又可以避免不必要的资源浪费。数字频率计的设计，其功能是实现信号的频率周期占空比及脉宽等指标的测量，在电子测量航海探测军事等众多领域，应用范围广泛。数字频率计是用数字显示被测信号频率的仪器，被测信号可以是正炫波，方波或者其他周期性的信号。如配以适当的传感器，可以对多种物理量进行测试，比如机械振动的频率，转数，声音的频率以及产品的计件等等。因此，数字频率计是应用广泛的。传统的测频方法有直接测频法和测周法，在一定的闸门时间内计数，门控信号和被测信号不同步，计数值会产生一个脉冲的误差。等精度测频法采用门控信号和被测信号同步，消除对被测信号计数产生的一个脉冲的误差。等精度频率测量方法消除了量化误差，可以在整个测试频段内保持高精度不变，其精度不会因被测信号频率的高低而发生变化。采用单片机作为控制核心的等精度频率计，可以充分利用单片机软件编程技术实现等精度测频。通过单片机对同步门的控制，使被测信号和标准信号在闸门时间内同步测量，为了提高精度，将电子计数功能转为测周期，采用多周期同步测量技术，实现等精度测量。同时与CPLD可编程器件相结合从精度，带宽，功能扩展等方面得到了很大的提升，具有广阔的市场前景。毕业设计（论文）研究内容，拟解决的主要问题：内容：该测频系统的设计采用先进的EDA技术，把资源丰富、控制灵活及良好人机对话功能的ATMEGA8单片机和具有内部结构重组、现场可编程的CPLD芯片完美的相结合起来，实现了对待测信号频率的等精度测量。拟解决的主要问题：1如何把测量数据误差控制在指标的范围内。2如何把不同的波形转换成便于测量的方波。3如何克服高频时信号衰减的问题。毕业设计（论文）研究方法、步骤及措施：一、研究方法：以CPLD为核心，配合ATMEGA8单片机,采用多周期同步即等精度测频原理，实现待测信号频率的等精度频率测量，此外，通过一系列的算法和辅助电路使该系统还可以测量待测信号的周期、脉宽及占空比。CPLD芯片采用流行的VHDL语言编程，并在QuartusII设计平台上实现了全部编程设计，单片机采用C语言编程可以精确地控制测频计数闸门的开启和关闭，从而进一步提高了测量精度。单片机与CPLD的通信采用串行数据传输方式。二、研究步骤：1查阅相关的文献从理论上论证其可行性。2完成方案的构思论证，确定系统的最终设计方案。3完成电路原理图，PCB，系统整体仿真。4软硬件及总体系统调试。5撰写论文，修改并定稿。三、研究工作进度计划（1）2011年9月10日至19日，确定论文题目并查阅相关文献。（2）2011年9月24日前，撰写任务书并完成开题报告。（3）2011年10月5前，完成方案的构思论证，确定系统的总体设计方案。（4）2011年11月1前，完成电路原理图及PCB板的制作。（5）2011年12月10日前，根据电路及系统的要求完成软硬件调试。（6）2011年12月20前，撰写论文,整理校核，准备论文答辩。主要参考文献：1谭浩强.C程序设计（第二版）M.北京:清华大学出版社,1999：98-2062刘海成.AVR单片机原理及测控工程应用M.北京:北京航空航天大学出版社，2008：314-3243康华光.电子技术基础模拟部分M.高等教育出版社，2006(2)：114-1644康华光.电子技术基础数字部分M.高等教育出版社，2006(2)：21-2145蒋大明等.单片机原理及应用M.北京:清华大学出版社社，2005:98-1076MarkD.Birnbaum.EssentialElectronicDesignAutomation(EDA),ChinaMachinePress,2005.7夏宇闻复杂数字电路与系统的VERILOGHDL设计技术M北京：北京航空航天大学出版社，19988潘松等.EDA技术实用教程M.北京：科学出版社，2006.9MarkZwolinski.DigitalSystemDesignwithVHDL,PrenticeHall,200010汪伟等.CPLD在相位测量中的应用J.仪器仪表学报，2003，24(4)：31811孟凡斌等.基于等精度测频工作的相位测量仪设计J.机电产品开发与创新，2005，18(4).12周润景等基