基于FPGA的简易数字频率计设计与实现

"简易频率计设计系统 完整版" 这篇文档是一份关于现代电子系统设计的课程设计说明书，主题是简易数字频率计的设计。该设计旨在帮助学习者掌握高速模拟数字转换器（AD）的使用，理解频率计的工作原理，并熟悉GW48_SOPC实验箱的操作，同时增进对基于Field-Programmable Gate Array (FPGA)的电子系统设计的理解。 设计任务的主要目的是： 1. 学习和运用高速AD：频率计设计中，AD转换器扮演关键角色，它将输入信号的模拟电压转换为数字值，以便于FPGA进行后续处理和计算。 2. 理解频率计工作原理：频率计通过测量周期来确定信号的频率。基本工作流程包括采样输入信号，计算周期，然后将周期转换为频率并显示。 3. 掌握GW48_SOPC实验箱：GW48_SOPC实验箱通常包含FPGA芯片和其他必要的硬件组件，如数码管显示器、模拟输入/输出接口等，用于实际电子系统的设计和验证。 设计的简易频率计需满足以下要求： - 测量范围：1到20kHz，显示4位数码管。 - 显示方式：十进制数值。 - 信号类型：支持正弦、三角、方波，幅值1至3V。 - 超量程警告：通过LED或蜂鸣器提示。 - 占空比测量：对于脉冲信号，测量精度误差不超过1%。 此外，设计还鼓励创新，如实现自动切换量程和扩大信号幅值范围的功能。 设计过程中，学生需要设计A/D转换模块、比较模块和频率及占空比测量模块，并对这些模块进行仿真验证。每个模块都有特定的功能，例如A/D转换模块负责将模拟信号数字化，比较模块用于判断信号的高低电平，而频率和占空比测量模块则基于采集的数据计算出相应的频率和占空比。 整个设计过程包括了理论研究、方案选择、硬件设计、软件编程和实验验证等多个环节，旨在全面提高学生的实践能力和创新能力。通过这样的课程设计，学生不仅能深入理解电子系统设计的核心概念，还能增强解决实际问题的能力。