等精度数字频率计设计

黄冈师范学院课程改革项目中期检查汇报课

《EDA技术》主讲：物科院冯杰将课程全部内容分为11个教学“案例”。采用“案例式”教学模式。1-4案例为基础部分。通过教学，使学生掌握EDA技术相关的基本知识，掌握现代数字系统的设计思想和方法。通过5-11等7个以学生生活实际和电子方面真实产品设计等工程项目的案例教学，激发学生学习先进的电子技术的兴趣，强化学生应用意识，让学生养成主动探索、努力进取、团结协作的习惯，培养学生工程实践能力和创新意识。11个案例如下：课程改革项目内容简介

1、理论课教学体系和教学模式：打破传统教材格局，重构课程教学体系。基础部分（1-3章：自学）（1）原理图设计方法、仿真技术及编程下载（2）VHDL语言结构、编程方法、仿真技术（以组合电路为主）（3）时序电路设计（以计数器为主）（4）状态机程序设计（顺序控制器）实际工程应用专题部分（5）数字钟、闹钟及校园打铃系统设计（6）霓虹灯控制电路设计（7）交通灯控制电路设计（8）数据采集系统设计（A/D转换控制器设计）（9）等精度数字频率计设计（10）任意波信号发生器（11）专用电路芯片设计（8279芯片设计）

1、理论课教学体系和教学模式：课程改革项目内容简介1、“启发式”：提出问题-----分析问题------解决问题引导学生对问题进行深入思考，达到培养学生利用所学知识分析解决实际问题的能力。

2、教学方法：理论课教学方法2、“案例式”：将实际工程项目整合为授课内容，培养学生工程实践能力和创新意识。课程改革项目内容简介例如：1、触发器---十进制计数器----任意进制计数器---8位十进制计数器2、数字钟3、简易数字频率计4、等精度数字频率计（对简易数字频率计的功能完善和扩充）2、教学方法：实验课教学方法“积木式”课程改革项目内容简介1、“EDA技术提高型实验教学改革”，已经结题2、“EDA技术精品课程”，已经完成课程网站建设3、“EDA技术课程体系改革”，已经结题4、“人才培养模式改革与社会需求的无缝对接”教学改革项目5、教材改革项目，编写了《EDA技术实验指导》，正在与科学出版社联系出版4、相关课改项目课程改革项目内容简介大学生科研项目：EDA与单片机系统实验仪设计设计项目指标要求：1、测频范围1Hz～100MHz。2、测频精度：测频全域相对误差恒为百万分之一。案例九、等精度数字频率计设计2003年全国大学生电子设计竞赛题目简易数字频率计的工作原理8位十进制计数器输入信号Fin闸门信号EN1秒1秒计数输出译码、显示锁存器锁存信号LOAD复位信号RST控制器电路ENRSTLOAD标准秒脉冲简易数字频率计测频精度讨论：8位十进制计数器输入信号Fin闸门信号EN1秒1秒计数输出译码、显示锁存器锁存信号LOAD复位信号RST控制器电路ENRSTLOAD标准秒脉冲问题一：频率为多少？问题二：标准秒脉冲对测频精度有什么影响？测频精度与被测信号频率有关。频率高，精度高。频率低：精度低测频精度与闸门信号精度有关：闸门精度高低影响测频精度。如何解决？等精度频率测量1、测频全域内相对误差恒定不变解决方法：特点：2、与闸门信号精度无关等精度测频原理

使用两个计数器，在一次预置闸门时间EN

中，一个计数器对被测输入信号FSIN计数，计数值为Nx；同时另一个计数器对标准高频率信号FS计数，计数值为Ns，则下式成立：得到测得的频率为：按照这个思路设计的电路如下：NxNs等精度测频原理标准信号Fs被测信号Fx优点：测量结果与闸门信号宽度无关，因此闸门精度不影响测量精度！！！闸门解决了问题2等精度测频原理问题1仍然存在！！！FSIN问题1的解决方案：利用触发器将EN和输入信号FSIN进行同步是对完整的输入波形进行计数，精度100％问题1得到解决！！！思考：既然精度为100％，为什么又提出误差为百万分之一？测量电路：标准信号Fs被测信号Fx闸门仿真结果：周期50ns周期400ns被测信号标准信号EN标准信号频率FS=20MHz（50ns）Ns=64，Nx=8被测信号频率Fx=（Fs/Ns）*Nx＝2.5MHz仿真结果：（改变闸门时间后）标准信号频率FS=20MHz（50ns）Ns=48，Nx=6被测信号频率Fx=（Fs/Ns）*Nx＝2.5MHz下载测试1、按照原理图要求进行编程，画原理图2、编译、引脚锁定3、下载测试下载测试闸门信号显示切换复位被测信号：126脚标准信号：124脚小结1、简易频率计进行频率测量的缺陷2、等精度频率的原理和特点3、软件仿真和硬件验证思考题1、如何实现被测信号周期测量？2、如何实现被测信号占空比测量？标准信号Fs被测信号Fx闸门设闸门时间为T，则标准