本项目设计了一种基于单片机与FPGA技术的等精度频率计,旨在实现高精度、宽范围的信号频率测量。结合单片机的数据处理能力和FPGA的高速并行计算优势,该系统能够有效提高频率计的稳定性和准确性,并支持灵活的功能扩展和人机交互界面开发。
本段落主要介绍了一种基于单片机与FPGA的等精度数字频率计的设计方法。该设计利用了等精度测频原理,并结合了单片机和FPGA的优点,实现了高速、宽范围的测量并且保持高精度。
在设计中,通过同时对被测信号和标准频率信号进行计数来实现精确度量。具体操作是由单片机控制FPGA内的脉冲计数器来进行同步计数,并将所得数据传输给单片机处理后显示结果。该方法确保了无论测试的频率如何变化,测量精度都能保持一致。
设计系统由几个部分组成:信号放大整形电路、测频电路、标准频率源、单片机控制模块和显示及可扩展键盘模块等构成。其中,信号放大整形电路用于对输入信号进行预处理;FPGA实现核心测频功能;采用100MHz晶振作为标准频率源,并由单片机负责协调整个系统的运行。
为了详细说明这一设计思路,文中提供了结构框图和时序图来解释等精度测频原理。例如,“预置门控信号”CTRL用于控制计数器的工作时间宽度T_ctrl,在特定范围内对测量结果影响很小;而两个高速32位计数器则分别负责标准频率信号(S_CLK)与被测信号(XF_CNT)的计时。
综上所述,基于单片机和FPGA技术设计出的等精度数字频率计不仅能够满足电子领域中对于快速、宽频带测量的需求,还能够在保证高精确度的同时提供高度可靠的性能。因此,在诸如通信系统或雷达系统的应用场景里也具有广泛的适用性与实用性。