基于單片機與cpld的等精度頻率計的設(shè)計

1、第1頁共38頁基于單片機與CPLD的等精度頻率計的設(shè)計摘要：本文論述了數(shù)字頻率計的實現(xiàn)，利用CPLD（ComplexProgrammableLogicDevice）進行頻率的計數(shù)，單片機實施控制實現(xiàn)頻率計的設(shè)計過程。該頻率計利用CPLD來實現(xiàn)頻率、周期、脈寬和占空比的測量計數(shù)。等精度的測量方法具有較高的測量精度。利用單片機完成整個測量電路的測試控制、數(shù)據(jù)處理和顯示輸出。本文論述了硬件電路的組成和單片機的軟件控制流程。其中硬件電路包括按鍵

2、控制模塊、顯示模塊、輸入信號的放大整形模塊以及單片機和CPLD主控模塊。系統(tǒng)將單片機89C51的控制靈活性及CPLD芯片的現(xiàn)場可編程性相結(jié)合，不但大大的縮短了開發(fā)研制的周期，而且還使本系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，可靠性高，測量范圍廣、精度高等優(yōu)點。關(guān)鍵詞：單片機，CPLD，頻率計第3頁共38頁規(guī)模集成電路，使儀器在小型化、耗電、可靠性等方面都發(fā)生了重大變化。特別是隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展（單片機的出現(xiàn)和發(fā)展），使傳統(tǒng)的頻率計在

3、原理、功能、精度、及自動化水平等方面都發(fā)生了巨大變化從而產(chǎn)生新一代頻率計，特別是等精度頻率計，等精度頻率計以其測量精準、精度高、方便等優(yōu)勢得到廣泛的應用，如用AT89C51單片機與CPLD相結(jié)合設(shè)計頻率計的方法可實現(xiàn)精度較高、等精度和寬范圍頻率計的設(shè)計。CPLD內(nèi)部集成了可編程連線以及大量的門電路和觸發(fā)器等基礎(chǔ)邏輯元件，具有集成度高，占用體積小，重量輕，編程靈活，速度快，可靠性高等優(yōu)點，廣泛應用于邏輯性系統(tǒng)。而AT89C51是ATMEL

4、公司生產(chǎn)的一種低電壓、高性能CMOS8位單片機管腳少體積小且功能強。片內(nèi)含2KB的可反復擦寫的只讀FLASH程序存儲器和128B的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器。AT89C系列與MCS51系列單片機相比有兩大優(yōu)勢:第一片內(nèi)程序存儲器采用閃速存儲器使程序的寫入更加方便；第二提供了更小尺寸的芯片使整個硬件電路的體積更小等優(yōu)點，廣泛應用于控制系統(tǒng)電路及測量運算。伴隨頻率計的發(fā)展，測頻方法也發(fā)生了變化。20世紀末電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展在其推動下現(xiàn)代電子產(chǎn)

5、品幾乎透到社會的各個領(lǐng)域有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度的提高同時也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進一步提高產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快?，F(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)的核心是EDA(ElectronicDesignAutomation)技術(shù)。EDA技術(shù)就是依賴功能強大的計算機在EDA工具軟件平臺上對以硬件描述語言VHDL為系統(tǒng)邏輯描述手段完成的設(shè)計文件自動地完成邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合、結(jié)構(gòu)綜合(布局布線)以及邏輯優(yōu)化和仿真測試直至實

6、現(xiàn)既定的電子線路系統(tǒng)功能EDA技術(shù)使得設(shè)計者的工作僅限于利用軟件的方式即利用硬件描述語言和EDA軟件來完成對系統(tǒng)硬件功能的實現(xiàn)。在電子設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域可編程邏輯器件(CPLD)的應用為數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計帶來了極大的靈活性由于該類器件可以通過軟件編程而對其硬件的結(jié)構(gòu)和工作方式進行重構(gòu)因而使得硬件的設(shè)計可以像軟件設(shè)計那樣方便快捷。這極大地改變了傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計方法、設(shè)計過程乃至設(shè)計概念?？v觀可編程邏輯器件的發(fā)展史它在結(jié)構(gòu)原理、集成規(guī)模、下載方式、