华中科技大学TI杯电子设计大赛：基于FPGA的多功能计数器

"这篇资源主要介绍了华中科技大学在湖北省电子设计大赛TI杯中的一份优秀作品——多功能计数器的设计。该计数器基于CycloneII FPGA (EP2C8)进行开发，集成了测频、测相、DDS(直接数字频率合成)以及NIOSII嵌入式微处理器功能。设计中，NIOSII处理器调控DDS查表模块来生成正弦波，并通过外部D/A转换器输出。测频和测相模块利用OPA699宽带运算放大器和TL3116迟滞比较器对输入信号进行处理，然后通过FPGA内部的逻辑单元进行等精度测量，结果显示在LCD屏幕上。经过测试，该计数器的频率测量范围1Hz至14MHz，精度高达0.1ppm，相位测量范围0到360°，精度1°，信号灵敏度低至8mvRMS。关键词包括频率测量、相位测量和DDSNiosII系统。" 这篇资源详细阐述了基于CycloneII FPGA的多功能计数器设计，这是一种先进的电子测量设备，广泛应用于科研、教育和工业领域。设计的核心是CycloneII系列的FPGA芯片，这种器件以其高度可配置性和并行处理能力而闻名。在该设计中，FPGA不仅作为数据处理的中心，还包含了多个关键模块： 1. 测频模块：通过外部输入信号经过OPA699宽带运放放大和TL3116迟滞比较器整形后，进入FPGA内部的逻辑电路。这些逻辑电路执行等精度测量，能够精确地计算输入信号的频率。 2. 测相模块：同样依赖于FPGA内部逻辑，对输入信号的相位进行测量，提供0到360°的范围，精度达到1°，确保了高精度的相位信息获取。 3. DDS查表模块：结合NIOSII处理器，可以根据设定的频率字和相位字生成所需频率的正弦波。DDS是一种高效的方式，能够快速生成各种频率的波形，且频率分辨率极高。 4. NIOSII嵌入式微处理器：作为系统的控制核心，负责协调各个模块的工作，设置测量参数，并处理测量结果，将数据显示在LCD屏幕上。 5. D/A转换器：将处理器生成的数字信号转化为模拟信号，输出正弦波，可以是系统生成的测试信号或用于其他应用。 这个设计的亮点在于其多功能性和高精度。频率测量范围从1Hz扩展到14MHz，满足了宽广的应用需求，而0.1ppm的精度在同类设备中表现出色。此外，8mvRMS的信号灵敏度意味着它可以捕捉到非常微弱的信号变化。 该作品出自华中科技大学电工电子科技创新中心，由尹仕和肖看指导，胡光恒、王越和骆潘钿等同学共同完成，体现了他们在电子设计领域的深入理解和实践能力。这样的项目对于提升学生的动手能力和创新思维具有重要的教育价值，同时，也展示了FPGA在现代电子系统设计中的广泛应用。