基于cpld與51單片機(jī)的數(shù)字頻率計系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于CPLD與51單片機(jī)的數(shù)字頻率計系統(tǒng)，其由STC89LE52單片機(jī)，MAX—II—EPM570一CPLD及數(shù)字頻率計前級電路組成，數(shù)字頻率計前級電路包括信號調(diào)理電路及邊沿選擇電路；信號調(diào)理電路依次由緩沖器、放大器及電壓比較器組成。本發(fā)明基于CPLD與51單片機(jī)，具有成本低、體積小、測量功能齊備、測量范圍寬、精度高、操作簡便優(yōu)點。
【專利說明】基于CPLD與51單片機(jī)的數(shù)字頻率計系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)字頻率計系統(tǒng)，具體涉及一種基于CPLD與51單片機(jī)的數(shù)字頻率計系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字頻率計是計算機(jī)、通信設(shè)備等科研生產(chǎn)領(lǐng)域不可缺少的測量設(shè)備。目前市場上的數(shù)字頻率計產(chǎn)品比較多，但均存在一定的不足:測量功能齊全、精度高的測量設(shè)備價格昂貴且體積較大；價格便宜的其測量功能、測量精度又不令人滿意。
[0003]數(shù)字式測頻的方法比較多，如直接法、直接與間接測量結(jié)合法、鎖相法等等。前2種測量方法均是基于主閘門與計數(shù)器的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)測量的，它們在一定程度上存在著不足。例如直接測量法，雖然其結(jié)構(gòu)簡單，但是由于計數(shù)器存在±1的量化誤差，從而使測量精度受到很大影響，有時甚至?xí)斐?00%的誤差。直接與間接測量結(jié)合法雖然在測量精度上比直接法有所改善，但是從根本上來說沒有解決量化誤差的問題，且結(jié)構(gòu)也更為繁瑣。為了克服上述問題，設(shè)計的數(shù)字頻率計采用多周期同步測量法進(jìn)行等精度測頻、測周期、測脈寬和占空比，它從根本上消除了計數(shù)器量化誤差，極大提高了測量精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種基于CPLD與51單片機(jī)的數(shù)字頻率計系統(tǒng)，其基于CPLD與51單片機(jī)，具有成本低、體積小、測量功能齊備、測量范圍寬、精度高、操作簡便優(yōu)點。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
一種基于CPLD與51單片機(jī)的數(shù)字頻率計系統(tǒng)，其由STC89LE52單片機(jī)，MAX—II—EPM570 一 CPLD及數(shù)字頻率計前級電路組成，其特征在于:所述數(shù)字頻率計前級電路包括信號調(diào)理電路及邊沿選擇電路；所述信號調(diào)理電路依次由緩沖器、放大器及電壓比較器組成。
[0006]上述邊沿選擇電路采用數(shù)字式微分電路，通過此微分電路，并根據(jù)測量項目的選擇，電路將會提取到待測信號的上升沿脈沖和下降沿脈沖。
[0007]上述CPLD內(nèi)部功能電路是數(shù)字頻率計測量的核心電路，它通過與單片機(jī)進(jìn)行功能選擇控制及數(shù)據(jù)的交互，實現(xiàn)了對頻率、周期的測量。
[0008]上述CPLD通過JTAG進(jìn)行硬件程序的下載和調(diào)試；所述單片機(jī)是通過RS232串口進(jìn)行程序的下載和調(diào)試。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點在于:基于CPLD與51單片機(jī)，具有成本低、體積小、測量功能齊備、測量范圍寬、精度高、操作簡便優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意框圖。
【具體實施方式】[0011]參見圖1，一種基于CPLD與51單片機(jī)的數(shù)字頻率計系統(tǒng)，其由STC89LE52單片機(jī)，MAX—II—EPM570 一 CPLD及數(shù)字頻率計前級電路組成，所述數(shù)字頻率計前級電路包括信號調(diào)理電路及邊沿選擇電路；所述信號調(diào)理電路依次由緩沖器、放大器及電壓比較器組成。
[0012]邊沿選擇電路采用數(shù)字式微分電路，通過此微分電路，并根據(jù)測量項目的選擇，電路將會提取到待測信號的上升沿脈沖和下降沿脈沖。
[0013]CPLD內(nèi)部功能電路是數(shù)字頻率計測量的核心電路，它通過與單片機(jī)進(jìn)行功能選擇控制及數(shù)據(jù)的交互，實現(xiàn)了對頻率、周期的測量。
[0014]CPLD通過JTAG進(jìn)行硬件程序的下載和調(diào)試；所述單片機(jī)是通過RS232串口進(jìn)行程序的下載和調(diào)試。
[0015]硬件核心部件采用STC89LE52單片機(jī)及MAX— II一EPM570 — CPLD,數(shù)字頻率計前級電路由信號調(diào)理電路及邊沿選擇電路組成，信號調(diào)理電路依次由緩沖器、放大器及電壓比較器組成。待測信號經(jīng)過信號調(diào)理電路后將被整形成同頻率的TTL信號。整形后的7r IIL信號再經(jīng)過A、B兩個通道分別進(jìn)入到CPLD中的邊沿選擇電路。邊沿選擇電路采用數(shù)字式微分電路，通過此微分電路，并根據(jù)測量項目的選擇，電路將會提取到待測信號的上升沿脈沖和下降沿脈沖。
[0016]CPLD內(nèi)部功能電路是數(shù)字頻率計測量的核心電路。通過與單片機(jī)進(jìn)行功能選擇控制及數(shù)據(jù)的交互，實現(xiàn)了對頻率、周期等的測量。功能性指示燈、數(shù)碼管顯示電路和按鍵接口為用戶提供了人機(jī)交互通道。用戶通過該通道完成測量項目選擇，閘門時間選擇等命令的輸入，并能查看例如當(dāng)前測量項目、閘門時間及測量結(jié)果等相關(guān)信息。CPLD通過JTAG進(jìn)行硬件程序的下載和調(diào)試。同樣，單片機(jī)是通過RS232串口進(jìn)行程序的下載和調(diào)試的。
[0017]CPLD數(shù)字電路設(shè)計
數(shù)字電路CPLD采用Verilog HDL硬件描述語言進(jìn)行設(shè)計。所設(shè)計的電路可以直接在CPLD上實現(xiàn)，編程調(diào)試方便。包括:
1)數(shù)字微分電路；
2)閘門時間選擇計數(shù)器及其指示驅(qū)動電路；
3)閘門燈驅(qū)動電路；
4)按鍵接口電路；
5)通道條件輸入接口電路；
6)時間計數(shù)器與事件計數(shù)器及其與單片機(jī)的 接口邏輯；
7)數(shù)碼管顯示驅(qū)動；
8)單/雙通道選擇邏輯；
9)I MHz時標(biāo)信號及I Hz脈沖發(fā)生器。
[0018]在設(shè)計CPLD與單片機(jī)的通信接口時，由于考慮到單片機(jī)控制信號較多，與CPLD數(shù)據(jù)通信頻繁，又由于單片機(jī)I / 0較少，所以單片機(jī)與CPLD的通信采取總線方式。
【權(quán)利要求】
1.一種基于CPLD與51單片機(jī)的數(shù)字頻率計系統(tǒng)，其由STC89LE52單片機(jī)，MAX— II一EPM570 一 CPLD及數(shù)字頻率計前級電路組成，其特征在于:所述數(shù)字頻率計前級電路包括信號調(diào)理電路及邊沿選擇電路；所述信號調(diào)理電路依次由緩沖器、放大器及電壓比較器組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于CPLD與51單片機(jī)的數(shù)字頻率計系統(tǒng)，其特征在于:所述邊沿選擇電路采用數(shù)字式微分電路，通過此微分電路，并根據(jù)測量項目的選擇，電路將會提取到待測信號的上升沿脈沖和下降沿脈沖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述基于CPLD與51單片機(jī)的數(shù)字頻率計系統(tǒng)，其特征在于:所述CPLD內(nèi)部功能電路是數(shù)字頻率計測量的核心電路，它通過與單片機(jī)進(jìn)行功能選擇控制及數(shù)據(jù)的交互，實現(xiàn)了對頻率、周期的測量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于CPLD與51單片機(jī)的數(shù)字頻率計系統(tǒng)，其特征在于:所述CPLD通過JTAG進(jìn)行硬件程序的下載和調(diào)試；所述單片機(jī)是通過RS232串口進(jìn)行程序的下載和調(diào)試。
【文檔編號】G01R23/02GK103529292SQ201310515150
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】王耀斌 申請人:陜西高新實業(yè)有限公司