FPGA与单片机协作：构建高精度等精度频率计设计

本文详细探讨了一种基于单片机和FPGA的等精度频率计设计。首先，研究背景指出传统的测频方法在高频和低频段存在精度下降的问题，这限制了其在电子和通信系统中的广泛应用。课题旨在设计一种新型频率计，利用FPGA的现场可编程特性，结合单片机的控制能力，实现等精度测量，克服传统测频精度受频率影响的不足。 设计的核心是采用Cyclone II EP2C5T144C8N FPGA进行时序逻辑控制和计数功能，确保在不同频率范围内保持稳定的测量精度。FPGA的硬件设计在Quartus II平台上通过VHDL语言完成，包括设计、编译、调试和仿真，然后下载到芯片中。单片机STC89C52RC作为系统的核心控制器，负责信号的测试控制、数据处理以及数码管的显示输出，实现了系统灵活度与FPGA可编程性的优势。 硬件部分详细阐述了系统顶层电路布局，FPGA测频模块和单片机主控模块的内部结构，以及外围电路的连接。软件设计方面，着重介绍了Quartus II环境下的VHDL编程，FPGA模块的顶层设计和仿真，以及单片机的C语言编程实现。 系统测试部分，论文深入分析了测频精度，通过实验测试数据来验证设计的有效性和准确性。最后，总结了研究成果的意义，强调了该系统在提高测量精度、扩大测频范围、减小体积和增强可靠性方面的显著改进。 本文的研究不仅有助于提高频率计的性能，还为电子设备设计者提供了实用的工具和技术，对于推动电子技术的发展具有重要的理论价值和实际应用价值。通过使用康芯KX-7C5T型EDA实验开发板和单片机最小系统进行硬件和软件的综合验证，确保了整个系统的高效运行和高精度测量。