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《基于vhdl的數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)與仿真_畢業(yè)設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第35頁共35頁基于VHDL的數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)與仿真1引言1.1設(shè)計(jì)背景隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的硬件電路電路設(shè)計(jì)方法已大大落后于當(dāng)今技術(shù)的發(fā)展，一種嶄新的、采用硬件描述語言的硬件電路設(shè)計(jì)方法已經(jīng)興起，這是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）領(lǐng)域的一次重大變革。目前，廣泛使用的硬件描述語言VHDL(VerySpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage)和VerilogHDL；它們先后被批準(zhǔn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)語言。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前在美國(guó)硅谷約有90%以上的ASIC和FPGA采用硬件描述語言進(jìn)行設(shè)計(jì)，V
2、HDL的應(yīng)用已成為當(dāng)今以及未來EDA解決方案的核心，而且是復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。數(shù)字頻率計(jì)[1]是電子測(cè)量與儀表技術(shù)最基礎(chǔ)的電子儀表類別之一，它是一種用十進(jìn)制數(shù)字顯示被測(cè)信號(hào)頻率、周期、占空比的數(shù)字測(cè)量?jī)x器，是在數(shù)字電路中的一個(gè)典型應(yīng)用；實(shí)際的硬件設(shè)計(jì)的多功能數(shù)字頻率計(jì)用到的器件較多，連線比較復(fù)雜，而且會(huì)產(chǎn)生比較大的延時(shí)，造成測(cè)量誤差、可靠性差，隨著復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）的廣泛應(yīng)用，以EDA工具作為開發(fā)手段，運(yùn)用VHDL語言，將使整大大簡(jiǎn)化，提高整體個(gè)系統(tǒng)的性能和可靠性；它是計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、音頻視頻等科研生產(chǎn)領(lǐng)域不可缺少的測(cè)量?jī)x器。采用VHD
3、L編程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)的多功能數(shù)字頻率計(jì)，具有體積小，可靠性高，功耗低的特點(diǎn)；整個(gè)系統(tǒng)非常精簡(jiǎn)，且具有靈活的現(xiàn)場(chǎng)可更改性。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第35頁共35頁數(shù)字頻率計(jì)是計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、音頻視頻等科研生產(chǎn)領(lǐng)域不可缺少的測(cè)量?jī)x器，而且它是數(shù)字電壓必不可少的部件。當(dāng)今數(shù)字頻率計(jì)不僅是作為電壓表，計(jì)算機(jī)，天線電廣播通訊設(shè)備，工藝過程自動(dòng)化裝置、多種儀表儀器與家庭電器等許多電子產(chǎn)品中的數(shù)據(jù)信息輸出顯示器反映到人們眼簾。集成數(shù)字頻率計(jì)由于所用元件少、投資少、體積小、功耗低，且可靠性高、功能強(qiáng)、易于設(shè)計(jì)和研發(fā)，使得它具有技術(shù)上的實(shí)用性和應(yīng)用的廣泛性。不論從我們用的彩色電視機(jī)、電冰
4、箱、DVD還有我們現(xiàn)在家庭常用到的數(shù)字電壓表數(shù)字萬用表等等都包含有頻率計(jì)。現(xiàn)在頻率計(jì)已是向數(shù)字智能方向發(fā)展，即可以很精確的讀數(shù)也精巧易于控制。數(shù)字頻率計(jì)已是現(xiàn)在頻率計(jì)發(fā)展的方向，它不僅可以很方便的讀數(shù)。而且還可以使頻率的測(cè)量范圍和測(cè)量準(zhǔn)確度上都比較先進(jìn).而且頻率計(jì)的使用已設(shè)計(jì)到很多的方面，數(shù)字衛(wèi)星，數(shù)字通訊等高科技的領(lǐng)域都有應(yīng)用，今天數(shù)字頻率計(jì)的發(fā)展已經(jīng)不僅僅是一個(gè)小電子產(chǎn)品的發(fā)展也是整個(gè)民族乃至整個(gè)國(guó)家的發(fā)展，所以頻率計(jì)的發(fā)展是一個(gè)整體的趨勢(shì)。1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及研究概況當(dāng)今社會(huì)，隨著科技的進(jìn)步，電子技術(shù)得到了飛速的發(fā)展與應(yīng)用，數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也有了很
5、大的進(jìn)步，如今運(yùn)行速度快、在功能更加強(qiáng)大的基礎(chǔ)上更加便于使用攜帶成了發(fā)展的方向。60年代以來，在半導(dǎo)體器件和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，結(jié)合電測(cè)技術(shù)創(chuàng)造出了完全新的數(shù)字式儀表。它在測(cè)試方法、原理、儀器結(jié)構(gòu)和操作方法上完全與前面所講的模式式儀表不同，在質(zhì)的方面也有很大的飛躍，70年代以來，把微型計(jì)算機(jī)的功能引入數(shù)字儀表，產(chǎn)生了新型智能化儀表，它具有程序控制、信息儲(chǔ)存數(shù)據(jù)處理和自動(dòng)檢修功能，使數(shù)字儀表向高準(zhǔn)確度、多功能、高可靠性和低價(jià)格方面大大邁進(jìn)了一步。近代的數(shù)字頻率計(jì)就其功能而言，早已超出了早期只能測(cè)量頻率的范疇，而具有測(cè)量周期、頻率比、脈沖時(shí)間、累加計(jì)數(shù)等
6、用途，并能輸出標(biāo)準(zhǔn)頻率、時(shí)標(biāo)脈沖、閘門時(shí)間脈沖及編碼信號(hào)等，成為一機(jī)多能、測(cè)頻范圍寬、測(cè)量精度高、測(cè)量速度快、自動(dòng)化程度高、直接數(shù)字顯示、操作簡(jiǎn)便的常用電子儀器，它在教學(xué)、科研、生產(chǎn)、國(guó)防中得到廣泛使用?，F(xiàn)如今到處可見到處理離散信息的數(shù)字電路。數(shù)字電路制造工業(yè)的進(jìn)步，使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員能在更小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更多的功能，從而提高系統(tǒng)可靠性和速度。而數(shù)字頻率計(jì)也有了廣泛的發(fā)展，從早期主要是擴(kuò)展測(cè)量范圍，提高測(cè)量精度、穩(wěn)定度等，到如今除通常通用頻率計(jì)所具有的功能外，還要有數(shù)據(jù)處理功能，統(tǒng)計(jì)分析功能，時(shí)域分析功能等等，或者包含電壓測(cè)量等其他功能。目前應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)可以
7、輕松地將頻率計(jì)的測(cè)頻上限擴(kuò)展到微波頻段。1.3常用數(shù)字頻率計(jì)的測(cè)量方法全同步頻率測(cè)量法：在給出參考閘門信號(hào)后，通過一個(gè)脈沖同步檢測(cè)器檢測(cè)被測(cè)信號(hào)脈沖沿和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)脈沖沿的同步信息，當(dāng)它們同步就開始計(jì)時(shí)；參考閘門關(guān)閉后，亦檢測(cè)被測(cè)信號(hào)脈沖沿和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)脈沖沿的同步信息，當(dāng)它們同步則停止計(jì)時(shí)。對(duì)于任意的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘和被測(cè)信號(hào)，要找到兩者脈沖完全同步的時(shí)刻來開啟、關(guān)閉閘門是不現(xiàn)實(shí)的，但有可能找在實(shí)現(xiàn)脈沖同步檢測(cè)電路時(shí)，也存在一個(gè)脈沖同步檢測(cè)的誤差范圍。若以這個(gè)脈沖同步檢測(cè)電路檢測(cè)到脈沖同步的時(shí)刻作為開關(guān)信號(hào)，可以使得實(shí)際閘門的開關(guān)發(fā)生在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘和被測(cè)信號(hào)都足夠
8、接近的時(shí)刻，從而達(dá)到計(jì)算值量化誤差的最小化。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第35頁共35頁M/T法
