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      原理分析:基于EDA技術的數字頻率及系統設計

      發布時間:2015-06-09 責任編輯:echolady

      【導讀】EDA通常都是作為大規??删幊踢壿嬈骷妮d體,主要方式就是用硬件語言作為系統邏輯描述。EDA以其靈活性強的特點成為電子系統的專用技術。本文就小編解析基于EDA技術的數字頻率計的整體設計。

      EDA技術是以大規??删幊踢壿嬈骷樵O計載體,以硬件語言為系統邏輯描述的主要方式,以計算機、大規模可編程邏輯器件的開發軟件及實驗開發系統為設計工具,通過有關的開發軟件,自動完成用軟件設計的電子系統到硬件系統的設計,最終形成集成電子系統或專用集成芯片的一門新技術。其設計的靈活性使得 EDA技術得以快速發展和廣泛應用。

      工作原理

      眾所周知,頻率信號易于傳輸,抗干擾性強,可以獲得較好的測量精度。因此,頻率檢測是電子測量領域最基本的測量之一。頻率計的基本原理是用一個頻率穩定度高的頻率源作為基準時鐘,對比測量其他信號的頻率。通常情況下計算每秒內待測信號的脈沖個數,即閘門時間為1 s。閘門時間可以根據需要取值,大于或小于1 s都可以。閘門時間越長,得到的頻率值就越準確,但閘門時間越長,則每測一次頻率的間隔就越長。閘門時間越短,測得的頻率值刷新就越快,但測得的頻率精度就受影響。一般取1 s作為閘門時間。

      數字頻率計的關鍵組成部分包括測頻控制信號發生器、計數器、鎖存器、譯碼驅動電路和顯示電路,其原理框圖如圖1所示。

      基于EDA技術的數字頻率及系統設計
       
      測頻控制信號發生器

      測頻控制信號發生器產生測量頻率的控制時序,是設計頻率計的關鍵。這里控制信號CLK取為1 Hz,2分頻后就是一個脈寬為1 s的時鐘信號FZXH,用來作為計數閘門信號。當FZXH為高電平時開始計數;在FZXH的下降沿,產生一個鎖存信號SCXH,鎖存數據后,還要在下次 FZXH上升沿到來之前產生清零信號CLEAR,為下次計數做準備,CLEAR信號是上升沿有效。

      計數器

      計數器以待測信號FZXH作為時鐘,在清零信號CLEAR到來時,異步清零;FZXH為高電平時開始計數。本文設計的計數器計數最大值是99 999 999。

      鎖存器

      當鎖存信號SCXH上升沿到來時,將計數器的計數值鎖存,這樣可由外部的七段譯碼器譯碼并在數碼管上顯示。設置鎖存器的好處是顯示的數據穩定,不會由于周期性的清零信號而不斷閃爍。鎖存器的位數應跟計數器完全一樣,均是32位。

      譯碼驅動電路


      本文數碼管采用動態顯示方式,每一個時刻只能有一個數碼管點亮。數碼管的位選信號電路是74LS138芯片,其8個輸出分別接到8個數碼管的位選;3個輸入分別接到EPF10K10LC84-4的I/O引腳。

      數碼管顯示

      本文采用8個共陰極數碼管來顯示待測頻率的數值,其顯示范圍從O~99 999 999。

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