功率电感生产厂家
联系我们
热门搜索
点击排行
推荐阅读
猜猜你喜欢的
最新动态 您所在的位置: 首页 > 最新动态

基于CPLD的简易数字频率计的设计

来源:    作者:    发布时间:2015-07-13 06:01:05    浏览量:

摘要:CPLD器件的出现给现代电子设计带来了极大的方便和灵活性,使复杂的数字电子系统设计变为芯片级设计,同时还可以很方便地对设计进行在线修改。首先介绍了频率计的测频原理,然后利用CPLD芯片进行测频计数,从而实现了简易数字频率计的设计。此频率计的设计采用基于VHDL的“Top-Down”(自上而下)的设计方法,从系统总体要求出发,自上而下地逐步将设计内容细化,最后完成系统硬件的整体设计。所设计的电路在GW48系列SoPC/EDA实验箱上通过硬件仿真,下载到目标器件上运行,能够满足实际测量频率的要求。
关键词:CPLD;VHDL;频率计;设计

0 引言
目前已经有不少文献分别从不同的角度对此问题进行了讨论和研究。有基于FPGA实现的,FPGA的保密性差,它的分段式布线结构决定了其延迟的不可预测性,它的编程信息需存放在外部存储器上,使用方法复杂;也有用标准逻辑器件实现的,用标准逻辑器件使系统布线复杂、体积功耗大、可靠性差、设计周期长,交流和修改不方便。该频率计采用先进的EDA技术及自上而下的设计,使用CPLD芯片,CPLD具有连续连接结构,易于预测延时,使电路仿真更加准确,且编程方便、速度快、集成度高、价格低,从而使系统研制周期大大缩短,产品的性能价格比提高。本频率计采用流行的VHDL语言编程,并在设计平台实现了全部编程设计。该数字频率计的设计及实现具有良好的应用价值和推
广前景。下面对该频率计的软硬件设计进行详细电感生产论述。

1 测频原理
1.1 频率的定义
频率定义为在单位时间内,记录被测信号的变化周期数(或脉冲个数)。若记录被测信号的的变化周期数(或脉冲个数)为Nx,则被测频率Fx的数值为Nx,单位为:Hz。
1.2 基本性能指标
测频范围为:1 Hz~1 MHz;
测频精度:相对误差为1 Hz。
1.3 频率计的功能分析
由于数字频率计是一个需对数字信号进行测量和显示的系统,由一片CPLD完成各种测试功能(对被测信号进行计数等),最后将测量结果送数码管显示输出,因此测频需要设置控制电路、计数电路、锁存电路、译码电路,将这些电路设计好的各部分连接起来成为一个整体的电路写人CPLD芯片中,外围电路由显示电路、产生1 Hz的方波电路组成。
控制电路是对计数电路、锁存电路和译码电路进行时序的控制。其控制要求为:先使计数电路在1 s内进行计数,接着在下一个1 s内锁存计数的结果,最后将锁存的数据进行译码和显示。在第一个测量显示周期结束后,控制电路将再次发出控制信号,先对功能电路清零,然后使系统开始第二个测量周期的工作。
计数电路是对被测信功率电感号的频率进行计数的主功能电路。根据频率电感器生产厂家的定义和测频的基本原理,必须由一个脉宽为1 s的对被测信号脉冲计数的允许信号,其测量结果为被测信号在1 s内的脉冲个数,即被测信号的频率。由于被测信号的频率测频范围为1 Hz~1 MHz,因此用计数电路测量时,使用6个输出为4位的二进制数计数器。此计数器从个位开始到高位分别进行电感器工作原理计数,使低位计数器的进位与高位计数器的被测信号输入端相连,从计数器电路的结构可知,该电路输出信号是由从低位到高位的多组4位二进制表示的十进制数组成的,用来分别表示被测信号的个、十、百、千等位的数值。
锁存电路的主要功能是对计数器计数输出的数据进行锁定保存。即使在前级计数电路的计数器清零以后,锁存器依然有保存的数据存在,不会造成数据的丢失。锁存电路中的锁存器是对单个十进制计数器数据进行保存,因此锁存器的个数与前一级计数电路的十进制计数器的个数相同。
译码电路的功能是将锁存器保存并将输出的4位二进制代码表示的十进制数进行译码转换,将其转换为能直接驱动数码管显示的十进制数字字符的输出信号。
显示电路由电感生产共阴数码管电路构成。由于被测信号的频率测频范围为1 Hz~1 MHz,因此需要6个数码管对其进行显示。

2 频率计各模块设计
2.1 频率计原理框图
此频率计的流程为:被测信号fin输入到CPLD芯片,在控制信号为1 Hz时,在CPLD芯片里完成对被测信号的测频、计数、锁存、译码,输出信号接数码管显示,如图1所示。

a.jpg

  • LED全彩显示屏质量的判断标准1.平整度显示屏的表面平整度要在 1mm以内,以保证显示图像不发生扭曲,局部凸起或凹进会导致显示屏的可视角度出现死角。平整度的好坏主要由生产工艺决定。2.亮度及可视角度室内全彩屏的亮度要在800cd/

  • 浅析基于无线传感器的无线医疗设备原理及应用无线医疗设备能提高患者的舒适度和以前未所未有的方式对患者进行监测。但首先,对功耗加以优化尤为重要。无线传感器节点无线设备已经改变了我们的工作和休闲环境―它们也可能同样改变我们的医疗设施。无线设备一个有

  • 基于千兆以太网的基带光纤拉远设计基带光纤拉远是将数字微波接力系统的中频部分从室内单元移至室外单元。由于信号拉远的物理介质采用的是光纤,而且传输的是基带数字信号,因此传输距离一般可达几km以上。基带光纤拉远避免了系统的室内单元和室外单

  •