基于fpga实现等精度数字频率计设计

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1、漳州师范学院毕业论文漳州师范学院毕业论文（设计）基于FPGA实现等精度数字频率计设计CymometerofEqualPrecisionBasedOnFPGA2010年1月15日59漳州师范学院毕业论文摘要本文基于FPGA的等精度测频原理，给出了通过FPGA来设计等精度频率计的具体方法。并在此基础上增加了测量周期、脉冲宽度、占空比的功能。设计中，以AltetaFPGA系列CycloneⅡEP2C5T144C8器件为核心；运用VHDL语言设计功能模块；运用SOPC设计技术来配置NiosII系统，进行信号的控制、数据读取、运算处理、液晶的显示。关键词：等精度频率计；FPGA；Ni

2、osⅡ；AbstractTheprincipleofcymometerofequalprecisionbasedonFPGAisintroducedinthispaper.ThespecificmethodsaregiventodesignthesystemthroughtheFPGA.Itisalsoaddsmuchmorefunctionsuchascycle,pulsewidth,dutycyclemeasurement.ItusesAlteraCorporationCycloneIIseriesship--EP2C5T144C8asacore;adoptsVeril

3、ogHardware59漳州师范学院毕业论文DescriptionLanguagetoimplementfunctionmodule;adoptstheSOPCtechniquetoconfigurationNiosIIsystem.theNiosⅡsystemisusedforsignalcontrolling,dataprocessing,calculation,anddisplay。KeyWord:equalprecisionfrequencymeter;FPGA;NiosⅡ;目录摘要IAbstractI1引言12系统设计12.1设计要求12.2方案论证与比较22.3

4、设计思路22.4系统的总体设计33模块电路的设计43.1CycloneⅡSOPCBoard简介43.2频率、周期测试模块53.2.1等精度测频法原理53.2.2等精度测周期法原理659漳州师范学院毕业论文3.2.3实现方法63.2.4仿真73.3脉宽、占空比测试模块83.3.1脉宽测量原理83.3.2占空比测量原理83.3.3实现方法83.3.4仿真83.4液晶显示93.4.1LCM128645ZK液晶概述93.4.2液晶的控制94NIOSⅡ系统的设计114.1NIOSⅡ系统的分析114.2基于NIOSⅡIDE的软件设计124.2.1主要的库函数说明124.2.2系统流程图

5、125系统测试145.1测试仪器145.2数据记录与分析145.2.1频率、周期测试145.2.2脉宽测试165.2.3占空比测试175.3设计不足176结束语18致谢19参考文献20附录2159漳州师范学院毕业论文1引言在电子测量技术中，频率测量是最基本的测量之一。工程中很多测量，如用振弦式59漳州师范学院毕业论文方法测量力、时间测量、速度测量、速度控制等，都涉及到频率测量，或可归结为频率测量。常用的直接测频方法对被测信号的计数都会产生±1个数字误差[1]；基于传统测频原理的频率计的测量精度将随着被测信号频率的下降而降低，在实用中有很大的局限性，而等精度频率计不但有较高的

6、测量精度，而且在整个测频区域内保持恒定的测试精度。等精度测频方法是一种在直接测频方法基础上发展起来的测频方法，该方法测量精度高、频段宽，在频率测量中具有广泛的应用前景。采用等精度频率测量方法具有测量精度保持恒定，不随所测信号的变化而变化；结合现场可编程门阵列FPGA(FieldProgrammableGateArray)，具有集成度高、高速和高可靠性的特点。设计人员只需要完成对系统功能的描述，就可以由计算机软件进行处理，得到设计结果，而且修改设计如同修改软件一样方便，可以极大地提高设计效率[2]。NiosⅡ嵌入式处理器是Altera公司于2004年6月推出的第2代用于可编程

7、逻辑器件的可配置的软核处理器，性能超过200DMIPS。基于哈佛结构的RISC通用嵌入式处理器软核，NiosⅡ处理器系统的外设配置具有很大的灵活性，设计者可以根据自己的系统需求来添加必要的外设，NiosⅡ能与用户逻辑相结合，编程至Altera的FPGA中，降低了用户的系统总体成本。无论是外设、存储器接口、性能特性，还是成本，这些优势的体现都借助于再Altera的FPGA上创建一个定制的片上系统，或者更精确地说，创建一个可编程单芯片系统[3]。本次的毕业设计将通过等精度数字频率计的设计，对FPGA技术、SOPC的开发