摘要:随着嵌入式系统电子信息的快速发展，嵌入式设备中其频率计的应用也非常广泛，本文主要以常用的频率计为例展开描述并实现其设计。以FPGA（现场可编程门阵列）为核心控制器，采用硬件描述语言设计规则信号频率测量，完成了对普通频率源信号的采集测量。设计过程中主要掌握了频率测量的方法，使用Quartus软件对系统设计过程中的程序进行设计，程序设计中实现频率测量范围从1Hz~999KHz，本次系统设计过程中作为扩展主要测量范围为0.01MHz~299.99MHz，并且最终的设计结果能够实现十进制数字的方式显示。

本次课题设计最终实现了包括实现了硬件系统结构的设计和软件设计。硬件设计过程主要包括对FPGA最小系统的设计与实现。本次系统设计主要结合系统的实际情况，从外部采集到的频率信号后，首先对采集到的频率信号进行整形，其次系统对整形完成后的信号进行频率测量并实时显示。显示系统采用了LCD1602作为系统的显示输出设备，主要对检测到的频率值进行实时的显示。课题最终完成了硬件实物的制作以及软件的设计与仿真。

关键词：频率测量；FPGA；Quartus II；EDA；LCD1602

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1  研究现状-1

1.2  研究的目的和意义-1

1.3  主要设计内容-1

2 系统设计关键技术介绍-2

2.1  EDA技术介绍-2

2.2  FPGA的概念与特点-2

2.3  硬件描述语言概述-3

2.4  常用频率测量方案-4

2.5  液晶显示器LCD1602简介-6

3 硬件方案设计-8

3.1  系统时钟结构设计-8

3.2  电源管理结构设计-9

3.3  系统测试下载电路设计-9

3.4  按键输入电路设计-10

3.5  LCD显示电路-10

3.6  整形电路-11

4 软件系统设计-12

4.1  系统的整体框图-12

4.2  预置闸门信号产生-13

4.3  被测信号计数-14

4.4  基准信号计数-14

4.5  频率计算-15

4.6  分频器模块-16

4.7  显示模块-17

结    论-21

参 考 文 献-22

附录A 程序-23

致    谢-31