基于Verilog-HDL数字频率计设计与实现 .pdfVIP

河南工程学院

《EDA》课程设计

系别电气信息工程系

专业电子科学与技术

班级0941班

组员

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基于VerilogHDL数字频率计设计与实现

摘要：在电子技术中，频率是最基本的参数之一,并且与许多电参量的测量方

案、测量结果都有十分密切的关系，因此频率的测量就显得更为重要。测量频率

的方法有多种,其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以

及便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。电子计数器测

频有两种方式：一是直接测频法，即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数；

二是间接测频法，如周期测频法。直接测频法适用于高频信号的频率测量,间接

测频法适用于低频信号的频率测量。本文阐述了用VerilogHDL语言设计了一个

简单的数字频率计的过程

关键词：周期；EDA；VerilogHDL；数字频率计；波形仿真

目录

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1引言-3-

1.1数字频率计概述-4-

1.2频率测量的思想和方法-4-

2VerilogHDL简介-6-

2.1VerilogHDL的简介-6-

2.2方案比较…………………10

3数字频率计设计原理以及实现-7-

4总结-38-

参考文献-40-

1引言

在电子测量领域中,频率测量的精确度是最高的，可达10—10E-13数量级.因此，在生

产过程中许多物理量，例如温度、压力、流量、液位、PH值、振动、位移、速度、加速度,

乃至各种气体的百分比成分等均用传感器转换成信号频率，然后用数字频率计来测量,以提

高精确度。

国际上数字频率计的分类很多.按功能分类，测量某种单一功能的计数器。如频率计数

器，只能专门用来测量高频和微波频率；时间计数器,是以测量时间为基础的计数器,其测时

分辨力和准确度很高,可达ns数量级；特种计数器，它具有特种功能,如可逆计数器、予置

计数器、差值计数器、倒数计数器等,用于工业和白控技术等方面。数字频率计按频段分类（1)

低速计数器：最高计数频率＜10MHz；(2）中速计数器:最高计数频率10—100MHz；（3)

高速计数器：最高计数频率＞100MHz；（4)微波频率计数器：测频范围1-80GHz或更高。

单片机自问世以来，性能不断提高和完善，其资源又能满足很多应用场合的需要，加之

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单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点，因

此，在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、高级计算器、家用电器等领

域的应用日益广泛,并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统。单片机的潜力越来越被人

们所重视。特别是当前用CMOS工艺制成的各种单片机，由于功耗低,使用的温度范围大，抗

干扰能力强、能满足一些特殊要求的应用场合，更加扩大了单片机的应用范围,也进一步促

使单片机性能的发展。

1.1数字频率计概述

频率计的基本原理是用一个频率稳定度高的频率源作为基准时钟，对比测量其他信号的频

率。通常情况下计算每秒内待测信号的脉冲个数，此时我们称闸门时间为1秒。闸门时间也

可以大于或小于一秒.闸门时间越长，得到的频率值就越准确，但闸门时间越长则没测一次

频率的间隔就越长.闸门时间越短，测