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文 献 调 研 报 告

题目（中文）：六位数字频率计的设计与实现

题目（英文）：Design and implementation of six bit digital

frequency meter

小 组：第 组 成 员：

调研目的: 设计精度更高的六位数字频率计。

一、检索过程

1.选用的检索工具：知网（时间原因，SCI的没有做） 2.采用的检索词：VHDL，数字频率计，EDA，FPGA

3.制定的检索策略：(TI=(数字频率计) AND TI=(FPGA)) AND (AB=(EDA)OR AB=(VHDL) OR AB=(verliog) )

4.得到的检索结果等

二、文献综述

引言（研究目的与意义）

频率是电子技术领域的一个基本参数，同时也是一个非常重要的参数，因此，频率测量已成为电子测量领域最基本最重要的测量之一。 随着科学技术的不断发展提高，人们对科技产品的要求也相应的提高，数字化的电子产品越来越受到欢迎。频率计作为比较常用和实用的电子测量仪器，广泛应用于科研机构、学校、家庭等场合，因此它的重要性和普遍性勿庸质疑。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。

研究现状及分析

随着科学技术的发展，用户对电子计数器也提出了新的要求。对于抵挡产品要求使用操作方便，量程（足够）宽，可靠性能搞，低价格。而对于中高档产品，则要求有高分辨率，高精度，搞稳定度，高测量速率；除通常通用计数器所具有的功能外，还要有数据处理功能，时域分析功能等等，或者包含电压测量等其他功能。这些要求有的已经实现或者部分实现，但要真正完美的实现这些目标，对于生产厂家来说，还有许多工作要做，而不是表面看来似乎发展到头了

由于微电子技术和计算机技术的发展，频率计都在不断地进步着，灵敏度不断提高，频率范围不断扩大，功能不断地增加。在测试通讯、微波器件或产品时，通常都是较复杂的信号，如含有复杂频率成分、调制的或含有未知频率分量的、频率固定的或变化的、纯净的或叠加有干扰的等等。为了能正确地测量不同类型的信号，必须了解待测信号特性和各种频率测量仪器的性能。微波计数器一般使用类型频谱分析仪的分频或混频电路，另外还包含多个时间基准、合成器、中频放大器等。虽然所有的微波计数器都是用来完成技术任务的，但制造厂家都有各自的一套复杂的计数器的设计、使得不同型号的计数器性能和价格会有所差别，比如说一些计数器可以测量脉冲参数，并提供类似于频率分析仪的频幕显示，对这些功能具有不同功能不同规格的众多仪器。我们应该视测试需要正确的选择，以达到最经济和最佳的应用效果。

发展趋势：数字电路制造工业的进步，使得系统设计人员能在更小的空间实现更多的功能，从而提高系统可靠性和速度。现如今，数字频率计已经不仅仅是测量信号频率的装置了，用它还可以测量方波脉冲的脉宽。在人们的生活中频率计也发挥着越来越重要的作用，比如用数字频率计来监控生产过程，这样可以及时发现系统运行中的异常情况，以便给人们争取时间处理。除此之外，它还可以应用于工业控制等其它领域。在传统的电子测量仪器中，示波器在进行频率测量是频率较低，误差较大。频率仪可以准确的测量频率并显示被测信号的频谱，但测量速度较慢，无法实时的跟踪捕捉到被测信号的频率变化。正是由于频率计能够快速准确的捕捉到被测信号频率的变化，因此频率计拥有非常广泛的引用范围。在传统生产制造企业中，频率计被广泛应用在产线的生产测试中。频率计能够快速的捕捉到晶体振荡器输出的频率变化，用于通过使用频率计能够迅速的发现有故障的晶振产品，确保产品质量。 在计量实验室中，频率计被用来对各种电子测量设备的本地振荡器进行校准。 在无线通讯测试中，频率计既可以被用来对无线通讯基站的主时钟进行校准，还可以用来对电台的跳帧信号进行分析。

对于频率计的设计目前也有专用芯片可以实现，如利用MAXIM公司的ICM7240来设计频率计。但由于 这种芯片的计数频率比较低，远不能达到在一些场合需要测量很搞的频率要求，而测量精度也受到芯片本身的限制。提出的用AT8C52单片机设计频率计的方法可以解决这些问题，实现精度较高、等精度和宽范围频率计的设计。

3.总结

数字频率计具有体积小、携带方便；功能完善、测量精度高等优点，因此在以后的时间里，必将有着更加广阔的发展空间和应用价值。比如：将数字频率计稍作改进，就可制成既可测频率，又能测周期、占空比、脉宽等功能的多用途数字测量仪器。将数字频率计和其他电子测量仪器结合起来，制成各种智能仪器仪表，应用于航空航天等科研场所，对各种频率参数进行计量；应用在高端电子产品上，对其中的频率参数进行测量；应用在机械器件上，对机器振动产生的噪声频率进行监控；等等。研究数字频率计的设计和开发，有助于频率计功能的不断改进、性价比的提高和实用性的加强。以前的频率计大多采用TTL数字电路设计而成，其电路复杂、耗电多、体积大、成本高。随后大规模专用IC（集成电路）出现，如ICM7216，ICM7226频率计专用IC，使得频率计开发设计变得简单，但由于价格较高，因此利用IC设计数字频率计的较少。

而单片机数字频率计以其可靠性高、体积小、价格低、功能全等优点，广泛地应用于各种智能仪器中，这些智能仪器的操作在进行仪器校核以及测量过程的控制中，达到了自动化，传统仪器面板上的开关和旋钮被键盘所代替，测试人员在测量时只需按需要的键，省掉很多烦琐的人工调节，智能仪器通常能自动选择量程，自动校准。有的还能自动调整测试点，这样不仅方便了操作，也提高了测试精度。

参考文献

[1] 包明，赵明富.EDA技术与数字系统设计[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2001.15～25.

[2] 段小霞，任家富. 高精度高速数字频率计[J].内蒙古石油化工，2008，(10)：71-72. [3] 杨辉媛，谭伟杰，杨红海. 基于AT89C52单片数字频率计的设计[J]. 测试测量技术，2008，(7)：39-41.

[4] 田良，王尧，黄正瑾等.综合电子设计与实践[M].南京： 东南大学出版社， 2002.13. [5] Altera Corp. Nios IIDevelopmentBoard Data Sheet[M]. Altera，2005.45～48.

[6] 诸振勇，翁木云. FPGA 设计及应用[M]. 西安：西安电子科技大学出版社， 2002.90. [7] 康华光.电子技术基础(数字部分) (4 版) [M]. 北京：高等教育出版社，2000.67. [8] 谭会生,张昌凡.EDA技术及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2006. [9] Altera Corp. Nios II Development Board Data Sheet[M]. Altera，2005.45～48. [10]徐文波.FPGA开发实用教程.清华大学出版社[M].2004. [11]阎石.数字电子技术基础.高等教育出版社[M].2006. [12]谢浪清.高速等精度频率测量的研究.中国科技信息[M].2006.

[13] 罗苑棠.CPLD/FPGA常用模块与综合系统设计实例精讲 [M].北京：电子工业出版社，2007.13.

[14] ALTERA.Configuring FLEX 10k Devices[J]，August 1998，ver.1.01.

[15] 黄任.AVR单片机与CPLD/FPGA综合应用入门[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004.8. [16] 曾繁泰，陈美金.VHDL程序设计[M].北京：清华大学出版社，2000.82. [17] 陈云.PLD应用技术与数字系统设计[M]. 北京：电子工业出版社，2003.79～82. [18] 夏宇闻.VHDL数字系统设计教程[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2005.2～7. [19] 王金明.数字系统设计与verilog HDL[M]. 北京：电子工业出版社，2002.146. [20] ALTERA.Introduction to the Quartus II Software Version 13. 0[OL]. 2014.