数字频率计综合设计.ppt

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1、1陈学英陈学英 数字频率计综合设计数字频率计综合设计功能指标功能指标 1、被测输入信号：方波 2、测试频率范围为：10Hz100MHz 3、量程分为三档：第一档：闸门时间为1S时，最大读数为999.999KHz 第二档：闸门时间为0.1S时，最大读数为9999.99KHz 第三档：闸门时间为0.01S时，最大读数为99999.9KHz4、显示工作方式：a、用六位BCD七段数码管显示读数。b、采用记忆显示方法 c、实现对高位无意义零的消隐。3u 频率的概念频率的概念u 频率测量方法频率测量方法u 设计方框图设计方框图u 模块设计模块设计设计分析设计分析4频率的概念频率的概念 所谓所谓“频率频率”

2、，就是周期性信号在单，就是周期性信号在单位时间位时间(1(1秒秒)内变化的次数。若在一定的时内变化的次数。若在一定的时间间隔间间隔T T内计数，计得某周期性信号的重复内计数，计得某周期性信号的重复变化次数为变化次数为N N，则该信号的频率可表达为：，则该信号的频率可表达为：f=N/Tf=N/TTt5频率测量方法频率测量方法直接测量法直接测量法 被测被测信号信号输入输入闸门闸门计数器计数器放大整形放大整形时基信号时基信号发生器发生器门控门控电路电路T6其中其中 称为称为1误差误差称为称为标准频率误差标准频率误差直接测量法误差直接测量法误差 7周期测量法周期测量法 频率测量方法频率测量方法TC8周

3、期测量法误差周期测量法误差 其中其中 称为称为1误差误差称为称为标准频率误差标准频率误差9被被测测信信号号输输入入设计方框图设计方框图闸门闸门计数器计数器放放大大整整形形门控电路门控电路石英石英振荡器振荡器锁存器锁存器分频器分频器闸门闸门选择选择扫描显示扫描显示控制子系统控制子系统(显示译码显示译码扫描控制扫描控制)闸门选闸门选择开关择开关GateGateOverOver被被测测频频率率显显示示GATEGATECLEARCLEARLATCHLATCH10FINGATELATCHCLEAR1秒秒测频时序关系测频时序关系11l 分频器的功能是产生所需闸门控分频器的功能是产生所需闸门控制信号及扫描时

4、钟信号制信号及扫描时钟信号l 提供的标准信号是提供的标准信号是48MHz l 输出四个信号输出四个信号1Hz，10Hz，100Hz，1KHz u分频器分频器模块设计模块设计 12u闸门选择器闸门选择器 实现对输入的几个闸门信号的手动实现对输入的几个闸门信号的手动选择选择输出被选中的闸门信号以及小数点输出被选中的闸门信号以及小数点的控制信号的控制信号DP1，DP2，DP3 模块设计模块设计 主要语句示例：主要语句示例：if se1=1 and se10=0 and se100=0 then fref=f1hz;dp1=0;dp2=1;dp1=1;13u测频控制器测频控制器 控制整个频率计各模块的

5、工作时序控制整个频率计各模块的工作时序 产生闸门信号产生闸门信号Gate，锁存信号，锁存信号L Latch以及清零信号以及清零信号Reset 模块设计模块设计 主要语句示例：主要语句示例：if rising_edge(Bsignal)then G1=not G1;end if;if falling_edge(bsignal)thenG2=not G1;end if;gate=G1;latch=G2;14u频率计数器频率计数器单级计数器（单级计数器（十进制）十进制）计数器级联后计数器级联后模块设计模块设计 15级联方式：同步级联和异步级联级联方式：同步级联和异步级联 同步级联原理图：同步级联原理

6、图：16异步级联原理图：异步级联原理图：17u 锁存器锁存器 实现了对六位计数结果和实现了对六位计数结果和溢出信号溢出信号over的锁存功能的锁存功能 模块设计模块设计 18设计方框图设计方框图被被测测信信号号输输入入闸门闸门计数器计数器放放大大整整形形门控电路门控电路石英石英振荡器振荡器锁存器锁存器分频器分频器闸门闸门选择选择显示显示控制控制(包括显示译包括显示译码码和扫描控制和扫描控制)闸门闸门选择选择开关开关GateOver被被测测频频率率显显示示GATECLEARLATCHdp1dp219u 显示控制显示控制 用频率用频率1KHz的信号实的信号实现对六位已经锁存的计数现对六位已经锁存的

7、计数结果的扫描输出结果的扫描输出 模块设计模块设计 20七段译码小数点控制消隐dpse1se10se100Sel(2:0)led(6:0)Freq_value5(3:0)Freq_value0(3:0)Freq_value3(3:0)Freq_value1(3:0)Freq_value2(3:0)Freq_value4(3:0)数据选择Freq_value0(3:0)Freq_value1(3:0)Freq_value2(3:0)Freq_value3(3:0)Freq_value4(3:0)Freq_value5(3:0)计数器Clk_1khzdp1dp2hide显示控制电路组成：显示控制电路组成：