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1、温州大学城市学院本科毕业设计（论文）开题报告本科毕业设计（论文）开题报告(2013届)题目：基于FPGA的数字频率计设计5温州大学城市学院本科毕业设计（论文）开题报告分院:信息工程分院专业:电子信息工程班级:09电子本1姓名:林晨赟学号:09303033136指导老师:李正勤完成时间:2012年10月5温州大学城市学院本科毕业设计（论文）开题报告温州大学城市学院本科毕业设计（论文）开题报告基于FPGA的数字频率计设计研究的背景和意义随着电子技术的发展，当前数字系统的设计正朝着速度快、容量大、体积小、重量轻的方向发展。推动该潮流迅猛发展的引擎就是日
2、趋进步和完善的设计技术。目前数字频率计的设计可以直接面向用户需求，根据系统的行为和功能要求，自上至下的逐层完成相应的描述、综合、优化、仿真与验证，直到生成器件。上述设计过程除了系统行为和功能描述以外，其余所有的设计过程几乎都可以用计算机来自动地完成，也就是说做到了电子设计自动化（EDA）。这样做可以大大地缩短系统的设计周期，以适应当今品种多、批量小的电子市场的需求，提高产品的竞争能力。电子设计自动化（EDA）的关键技术之一是要求用形式化方法来描述数字系统的硬件电路，即要用所谓硬件描述语言来描述硬件电路。所以硬件描述语言及相关的仿真、综合等技术的研
3、究是当今电子设计自动化领域的一个重要课题。硬件描述语言的发展至今已有几十年的历史，并已成功地应用到系统的仿真、验证和设计综合等方面。到本世纪80年代后期，已出现了上百种的硬件描述语言，它们对设计自动化起到了促进和推动作用。但是，它们大多各自针对特定设计领域，没有统一的标准，从而使一般用户难以使用。广大用户所期盼的是一种面向设计的多层次、多领域且得到一致认同的标准的硬件描述语言。80年代后期由美国国防部开发的VHDL语言（VHSICHardwareDescriptionLanguage）恰好满足了上述这样的要求，并在1987年12月由IEEE标准化
4、（定为IEEEstd1076--1987标准，1993年进一步修订，被定为ANSI/IEEEstd1076--1993标准）。它的出现为电子设计自动化（EDA）的普及和推广奠定了坚实的基础。据1991年有关统计表明，VHDL语言业已被广大设计者所接受。另外，众多的CAD厂商也纷纷使自己新开发的电子设计软件与VHDL语言兼容。由此可见，使用VHDL语言来设计数字系统是电子设计技术的大势所趋。研究内容和拟解决的关键问题随着微电子技术和计算机技术的迅速发展,特别是单片微机的出现和发展,使传统的电子测量仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面都发生了巨大
5、的变化,5温州大学城市学院本科毕业设计（论文）开题报告形成一种完全突破传统概念的新一代测量仪器。频率计广泛采用了高速集成电路和大规模集成电路,使仪器在小型化、耗电、可靠性等方面都发生了重大的变化。传统的频率计测量误差较大,等精度频率计以其测量准确、精度高、方便等优势将得到广泛的应用。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
6、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。在这种方法下，我们可以将单片机换成现场可编程门阵列FPGA，以FPGA作为控制核心的等精度频率计可以达到比单片机更高的精度，这是由于FPGA拥有更高的晶体振荡频率。研究方案及措施基于传统测频原理的频率计的测量精度将随被测信号频率的变化而变化。传统的直接测频法其测量精度将随被测信号频
7、率的降低而降低,测周法的测量精度将随被测信号频率的升高而降低,在实用中有较大的局限性,而等精度频率计不但具有较高的测量精度,而且在整个频率区域能保持恒定的测试精度。键盘、LED数码显示T0P0P1.2T1P1.1P1.0计数器1计数器2同步门控制10MHz时基信号主门2主门1输入通道AT89C52fxf0图1等精度频率测量原理图5温州大学城市学院本科毕业设计（论文）开题报告等精度频率的测量原理图1所示。频率为fx的被测信号经通道滤波、放大、整形后输入到同步门控制电路和主门1(闸门),晶体振荡器的输出信号作为标准信号(时基信号)输入到主门2。被测信
8、号在同步控制门的作用下,产生一个与被测信号同步的闸门信号,被测信号与标准信号(时基信号)在同步门控制信号的控制下。在同步门打开时通过同步
