常世飞 数字频率计开题报告

开题报告一、课题的意义在数字电路中，数字频率计属于时序电路，它主要由具有记忆功能的触发器构成。在计算机及各种数字仪表中，都得到了广泛的应用。在CMOS电路系列产品中，数字频率计是用量最大、品种很多的产品，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，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此，频率的测量就显得更为重要。数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。它是一种用十进制数字，显示被测信号频率的数字测量仪器。它的基本功能是测量正弦信号，方波信号以及其他各种单位时间内变化的物理量。在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中，由于其使用十进制数显示，测量迅速，精度高，显示直观，所以经常要用到数字频率计。二、国内外研究现状数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器，是电子系统的心脏，是决定电子系统性能的关键设备，随着现代通信、卫星、雷达和电子对抗等系统的发展对数字频率计提出了越来越高的要求。数字频率计的主要实现方法有直接式、锁相式、直接数字式三种。直接式的优点是速度快、相位噪声低，但结构复杂、杂散多，一般只应用在地面雷达中。锁相式的优点是相位同步自动控制，制作频率高，功耗低，容易实现系列化、小型化、模块化和工程化。直接数字式的优点电路稳定、精度高、容易实现系列化、小型化、模块化和工程化。随着单片锁相式数字频率计的发展，锁相式和数字式容易实现系列化、小型化、模块化和工程化，性能也越来越好，已逐步成为两种最为典型，用处最为广泛的数字频率计。数字频率计可用纯硬件实现法（可选的器件有通用的SSI/MSI/LSI集成电路、专用集成电路、可编程逻辑器件等）；也可用纯软件实现法（可选的平台有PC机、单片机、 DSP器件等）；一般考虑用软硬件相结合的实现法，但是实现的频率精度可能没有纯硬件实现的精确高，所以考虑用纯硬件来实现。基于Verilog语言设计数字频率计：数字频率计是数字电路中的一个典型应用，随着FPGA的广泛应用，以EDA工具作为开发手段，运用Verilog语言。将使整个系统大大简化。提高整体的性能和可靠性。用Verilog在FPGA器件上实现一种8 b数字频率计测频系统，能够用十进制数码显示被测信号的频率，而且还能对其他多种物理量进行测量。具有体积小、可靠性高、功耗低的特点。三、毕业设计（论文）的主要内容数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此，频率的测量就显得更为重要。在现代通信设备测量系统中，不但要求电路产生频率准确的和稳定度高的信号，而且能方便的改变频率。石英晶体振荡起虽有很高的频率准确度和稳定度，但其频率只能在很窄的范围内进行微调。采用多谐振荡器电路中接入石英晶体，组成石英晶体多谐振荡器。本课题采用数字电路来制作一个1HZ1MHZ的数字频率计，并将所需得到的频率通过数码管显示出来。 数字频率计主要由四部分组成：时基电路、闸门电路、逻辑控制电路以及可控制的计数、译码、显示电路。能够测试01MHz的脉冲信号；闸门电路：攫取单位时间内进入计数器的脉冲个数。时基信号：产生一个基准脉冲信号。计数器译码电路：计数译码集成在一块芯片上，计单位时间内脉冲个数，把十进制计数器计数结果译成BCD码。显示：把BCD码译码在数码管显示出来。四、所采用的方法、手段以及步骤等1技术方案（技术路线，技术措施）本课题是数字频率计，主要由放大整形电路，时基电路， 逻辑控制电路，计数器/译码显示电路组成。实现对被测信号的频率测量。由于测量信号的幅度范围是0 -5V。而计数器的输入信号的条件是TTL电平，所以在输入计数器之前必须对输入信号进行幅度调整，待测信号fs经过隔直电容C1后进入下一级放大电路，在经过放大三极管Q1后使输入信号达到CMOS电路可以检测出高电平的幅度。在整个设计过程中，围绕所选的这个设计项目，从开始定项目起，努力查找资料：检索模电、数电及单片机教材和其它一些相关文献，网上搜索芯片功能，写设计任务书，从市场营销、视觉传达等角度拟定设计方案，到最终提出改善方案并完成最后的项目设计。2实施方案所需的条件（技术条件，试验条件）技术条件：完成本课题所需的技术条件，计数器开计时和停止计时信号和显示控制信号。试验条件：示波器脉冲性好发生器、逻辑笔、万用表、数字集成电路测试仪、直流稳压电源。3完成本设计需要解决主要问题和技术关键测量精度的绝对误差的实现x/x210-3在1Hz1MHz范围内及测试误差0.1%的条件下，进行小信号（测量电压0.7V）的测量实现。被测信号频率比较大时测量难度比大。4预期能达到的目标（1）频率测量范围：1Hz10kHz，10k Hz100kHz，100k Hz1MHz（2）频率准确度：x/x210-2五、阶段进度计划 1开题论证阶段，（2周 2月20日3月5日）。2分析（3月6日18日）、研究（3月19日4月1日）、设计（4月2日4 月14日）、实施阶段（4月15日4月27日）、论文的编写，（9周 3月6日5月7日）。其中：4月2日前完成需求分析，并提交需求分析报告；5月7日前完成主要研究工作和撰写毕业论文初稿；六、参考文献1安森美半导体.安森美特性模拟集成电路器件数据.网址：http：/.2张毅刚.单片机原理及应用M.北京：高等教育出版社，2009.113胡宴如.模拟电子技术M.高等教育出版社，2000. 4杨志忠.数字电子技术M.高等教育出版社，2000.5张永瑞.电子测量技术基础M. 西安电子科技大学出版社，2002. 6罗胜钦.数字集成系统芯片M. 北京希望电子出版社，2002. 7谢自美，电子线路设计.实验.测试（第