基于FPGA数字频率计设计开题

1草鱼草鱼毕业设计（论文）开题报告草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼基于FPGA数字频率计设计草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼系草鱼草鱼草鱼草鱼部PORK草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼专草鱼草鱼草鱼草鱼业PORK草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼学生姓名PORK草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼指导教师PORK草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼开题时间PORK草鱼草鱼草鱼2008草鱼年草鱼3草鱼月草鱼草鱼草鱼日草鱼2毕业设计（论文）课题的意义、PORK国内外现状及发展趋势可加附页草鱼课题的意义草鱼草鱼草鱼草鱼近年来,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。草鱼简单的搭建电路已经不适应大规模电路设计要求。草鱼EDA的可编写程序设计硬件电路设计，鲤鱼可重复下载的优势非常明显。草鱼这样做既可节省时间又能避免不必要的资源浪费。草鱼数字频率计的设计,其功能是实现信号的频率、PORK周期、PORK占空比以及脉宽等指标的测量，鲤鱼在电子测量、PORK航海、PORK探测、PORK军事等众多领域的应用范围广泛。草鱼草鱼草鱼（2）国内外现状及发展趋势草鱼草鱼数字频率计是用数字显示被测信号频率的仪器，鲤鱼被测信号可以是正弦波，鲤鱼方波或其它周期性变化的信号。草鱼如配以适当的传感器，鲤鱼可以对多种物理量进行测试，鲤鱼比如机械振动的频率，鲤鱼转速，鲤鱼声音的频率以及产品的计件等等。草鱼草鱼因此，鲤鱼数字频率计是应用很广泛的。草鱼草鱼目前国内北京普源精电科技有限公司推出了更具普及性的DG1000系列函数/任意波形发生器。草鱼DG1000使用直接数字合成（DDS）技术，鲤鱼可输出用户自定义的任意波形，鲤鱼拥有丰富的输入输出，鲤鱼以及高精度、PORK宽频带频率计，鲤鱼频率范围100MHZ到200MHZ，鲤鱼频率分辨率达到6位/秒。草鱼该款产品各项技术指标均领先于市场同级别产品，鲤鱼更以其高性价比受到了市场的广泛关注。草鱼这一产品的推出，鲤鱼标志着国内信号源研发水平达到了又一新的里程碑。草鱼草鱼国际上数字频率计研究和发展比较早，鲤鱼精测公司生产数字示波器,电源,电桥,专业提供音频和视频方面的测试仪器,产品性能稳定，鲤鱼采样和处理数据的能力较强，鲤鱼代理的国外品牌有日本建伍CS4125,CO1305,CS4135A,SG5150,VA2230A,草鱼日本营电数字电视调制器3513B,3524,4409A,3116A,日本目黑信号发生器失真仪,美国FLUKEPM5418,PM54200,PM6303,PM6304/PM6306,草鱼F123/F124/草鱼草鱼F875/F1508/F8845/F8846。草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼3二、PORK课题预期目标及主要工作（设计思想、PORK拟采用的方法及手段）草鱼本课题预期目标草鱼草鱼了解数字频率计的基本原理，鲤鱼深入分析原理的基础上，鲤鱼进行硬件建模。草鱼之后进行VHDL代码的编写。草鱼最终实现对01HZ50MHZ信号的等精度测量。草鱼完成信号为方波，鲤鱼正弦波，鲤鱼幅度为055V,脉冲宽度不小于100US,测量误差不大于1的基于FPGA数字频率计设计。草鱼草鱼草鱼主要工作草鱼草鱼频率的测量实际上就是在1S时间内对信号进行计数，鲤鱼计数值是信号率。草鱼用单片机设计频率计通常采用两种办法草鱼1）使用FPGA自带的计数器对输入脉冲进行计数，鲤鱼或者测量信号的周期；PORK草鱼2）FPGA外部使用计数器对脉冲信号进行计数，鲤鱼计数值再由单片机读取。草鱼草鱼由于FPGA自带计数器输入时钟的频率通常只能是系统时钟频率的几分之一甚至几十分之一，鲤鱼因此采用FPGA的计数器直接测量信号频率就受到了很大的限制。草鱼在频率测量方法中,常用的有直接测频法、PORK倍频法和等精度测频法。草鱼这三种方案各有利弊,其中直接测频法是依据频率的含义把被测频率信号加到闸门的输入端,只有在闸门开通时间T草鱼以1草鱼S计内,被测计数的脉冲送到十进制计数器进行计数。草鱼设计数器的计数值为N,则可得到被测信号频率为F草鱼N。草鱼但是由于闸门的开通、PORK关闭的时间与被测频率信号的跳变难以同步,因此采用此测量方法在低频段的相对测量误差可能达到50草鱼,即在低频段不能满足设计要求。草鱼但根据三个方案的分析,直接测频法比其他两个方案更加简单方便可行,直接测频法虽然在低频段测量时误差较大,但在低频段我们可以采用直接测周法测量,这样就可以提高测量精度了。草鱼草鱼等精度频率测量方案原理PORK草鱼等精度数字频率计涉及到的计算包括加、PORK减、PORK乘、PORK除,消耗的资源比较大,用一般的FPGA芯片难以实现草鱼因此,其核心有2个锁相环,可以在高速运行的时候保证系统时钟信号的稳定性草鱼传统的测频原理是在一定的时间间隔内测某个周期信号的重复变化次数N，鲤鱼其频率可表示为FN/T，鲤鱼其原理框图见图11。草鱼这种测量方式的精度随被测信号频率的变化而变化。草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼脉冲形成电路闸门电路计数译码器门控电路时基信号发生器图11传统测频原理图草鱼4该课题测频原理电路图如图12所示PORK草鱼预置门控电路DQ标准频率信号被测信号清零信号CLKENCLKCNT1OUT1CLRCLKENCLKCNT2OUT2CLR图12等精度测频原理图草鱼当方波预置门控信号由低变为高电平时，鲤鱼经整形后的被测信号上升沿启动D触发器，鲤鱼由D触发器的R端同时启动可控计数器CNT1和CNT2同时计数，鲤鱼当预置门为低电平时，鲤鱼随后而至的被测信号使可控计数器同时关闭。草鱼设FX为整形后的被测信号，鲤鱼FS为基准频率信号，鲤鱼若在一次预置门高电平脉宽时间内被测信号计数值为NX,基准频率计数值为NS，鲤鱼则有FX草鱼FS草鱼/NS草鱼NX草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼等精度数字频率计涉及到的计算包括加、PORK减、PORK乘、PORK除，鲤鱼耗用的资源比较大，鲤鱼用一般中小规模FPGA芯片难以实现。草鱼因此，鲤鱼我们选择FPGA和VHDL语言相结合来实现。草鱼草鱼电路系统原理框图如图13所示，鲤鱼其中FPGA完成整个测量电路的测试、PORK控制、PORK数据处理和显示输出FPGA完成各种测试功能PORK键盘控制命令通过一片74LS165并入串出移位寄存器读入FPGA，鲤鱼实现测频、PORK测脉宽及测占空比等功能，鲤鱼从FPGA读回计数数据并进行运算，鲤鱼向显示电路输出测量结果PORK显示器电路采用七段LED动态显示，鲤鱼由8个芯片74LS164分别驱动数码管。草鱼5电源部分显示电路键盘输入时钟电路FPGA50MHZ标准频率被测信号整形电路自校输入草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼图13系统顶层框图草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼系统的基本工作方式如下草鱼1）PO口是单片机与FPGA的数据传送通信口，鲤鱼P1口用于键盘扫描，鲤鱼实现各测试功能的转换PORKP2口为双向控制口。草鱼P3口为LED的串行显示控制口。草鱼系统设置5个功能键占空比、PORK脉宽、PORK周期、PORK频率和复位。草鱼草鱼2）显示电路由8个数码管组成7个LED数码管组成测量数据显示器，鲤鱼另一个独立的数码管用于状态显示。草鱼草鱼3）测频标准频率50MHZ信号由晶体振荡源电路提供。草鱼草鱼4）待测信号经放大整形后输入FPGA的TCLK草鱼测频/测周期的实现PORK草鱼1令TFO,选择等精度测频，鲤鱼然后在CONTRL的CLR端加一正脉冲信号以完成测试电路状态的初始化草鱼2由预置门控信号将CONTRL的START端置高电平，鲤鱼预置门开始定时，鲤鱼此时由被测信号的上沿打开计数器CNT1进行计数，鲤鱼同时使标准频率信号进入计数器CNT2草鱼3）预置门定时结束信号把CONTRL的START端置为低电平由单片机来完成，鲤鱼在被测信号的下一个脉冲的上沿到来时，鲤鱼CNT1停止计数，鲤鱼同时关断CNT2对FS的计数。草鱼草鱼4计数结束后，鲤鱼CONTRL的EEND端将输出低电平来指示测量计数结束，鲤鱼单片机得到此信号后，鲤鱼即可利用ADRCP草鱼22草鱼,草鱼A草鱼DRBP草鱼21草鱼,草鱼A草鱼DRAP草鱼20草鱼分别读回CNT1和CNT2的计数值，鲤鱼并根据等精度测量公式进行运算，鲤鱼计算出被测信号的频率或周期值。草鱼草鱼测量脉冲宽度的工作步骤如下草鱼1）向CONTRL2的CLR端送一个脉冲以便进行电路的工作状态初始化。草鱼草鱼2）将GATE的CNL端置高电平，鲤鱼表示开始脉冲宽度测量，鲤鱼这时CNT2的输入信号为FSD草鱼3）在被测脉冲的上沿到来时，鲤鱼CONTRL2的PUL端输出高电平，鲤鱼标准频率信号进入计数器CNT2草鱼4）在被测脉冲的下沿到来时，鲤鱼CONTRL2的PUL端输出低电平，鲤鱼计数器CNT26被关断。草鱼草鱼5）由单片机读出计数器CNT2的结果，鲤鱼并通过上述测量原理公式计算出脉冲宽度CONTRL2子模块的主要特点是电路的设计保证了只有CONTRL2被初始化后才能工作，鲤鱼否则PUL输出始终为零。草鱼草鱼只有在先检测到上沿后PUL才为高电平，鲤鱼然后在检测到下沿时，鲤鱼PUL输出为低电平PORKENDD输出高电平以便通知单片机测量计数已经结束如果先检测到下沿，鲤鱼PUL并无变化PORK在检测到上沿并紧接一个下沿后，鲤鱼CONTRL2不再发生变化直到下一个初始化信号到来占空比的测量方法是通过测量脉冲宽度记录CNT2的计数值N1，鲤鱼然后将输入信号反相，鲤鱼再测量脉冲宽度，鲤鱼测得CNT2计数值N2则可以计算出草鱼占空比草鱼N1/（N1N2）X草鱼100草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼三、PORK预计设计过程中可能遇到的问题以及解决的方法和措施草鱼可能遇到的问题PORK草鱼1）在接受信号脉冲时，鲤鱼有效脉冲不能使电路处于初始化草鱼2）在低频率时候，鲤鱼脉冲会有衰减，鲤鱼使得测量不能够正常记数草鱼3）单片机程序和FPGA语言程序无法完美结合草鱼解决方法PORK草鱼1）检查电路，鲤鱼并且及时调整输入脉冲草鱼2）可以采用直接测量频率的方法草鱼3）通过继续学习FPGA语言，鲤鱼使之能够与其他的程序达到完美结合草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼四、PORK进度安排顺序阶段日期计草鱼划草鱼完草鱼成草鱼内草鱼容备注12008317至2008330查询与课题相关信息及资料2200841至2008415完成开题报告的书写32008416至2008430整理课题相关信息构建论文支架4200856至200859硬件语言编写电路52008510至2008525系统仿真62008526至200865写入芯片进行检测7200866至2008618完成论文书写8200861至论文答辩72008627草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼五、PORK参考文献草鱼1徐辉,王祖强,王照君基于高速串行BCD码除法的数字频率计的设计草鱼电子技术应用,草鱼2002,草鱼3109草鱼草鱼6167草鱼草鱼2徐成,刘彦,李仁发,等一种全同步数字频率测量方法的研究电子技术应用,草鱼2004,草鱼38草鱼12草鱼草鱼43草鱼草鱼3侯伯亨,顾新VHDL草鱼硬件描述语言与数字逻辑电路设计第3版草鱼西安草鱼西安电子科技大学出版社,1999草鱼草鱼4谭会生,张昌凡EDA技术及应用西安草鱼西安电子科技大学出版社,草鱼2001草鱼草鱼5魏忠,蔡勇,雷红卫嵌入式开发详解电子工业出版社草鱼6周如辉实时视频处理系统中乒乓存储控制器的设计J电子元器件应用,200646668草鱼7马忠梅单片机的C语言应用程序设计北京航空航天大学出版社草鱼8宋万杰,罗丰,吴顺君CPLD技术极其应用西安电子科技大学出版社草鱼9常青,陈辉煌可编程专用集成电路及其应用与设计实践国防工业出版社草鱼10王金明,杨吉斌数字系统设计与VHDLM北京电子工业出版社,2002,1草鱼11林明权VHDL数字控制系统设计范例M电子工业出版社,2003草鱼12张凌VHDL草鱼语言在FPGA/CPLD开发中的应用电子工程师,2002草鱼13任晓东,文博CPLD/FPGA高级应用开发指南电子工业出版社草鱼14来金梅草鱼FPGA现状及