基于单片机和CPLD的频率测量研究
俞 宁1,邹应全2
(1.淮安信息职业技术学院 江苏淮安 223003;2.南京信息工程大学 江苏南京 210044)
摘 要:针对单片机进行高频测量存在的响应速度问题,利用CPLD适合精确,高速计数的特点,提出了一种基于单片
机和CPLD的频率测量电路,通过CPLD对被测信号分频再与单片机计数值进行比较,实现了高精度,等精度测量,同时又
解决了高频测量中存在的问题,满足了系统对响应时间的要求.该项研究成果已经在所设计信号源产品中得到了应用.
关键词:频率测量;信号源;高频测量;CPLD
中图分类号:TP36811 文献标识码:A 文章编号:10042373X(2008)242052202
ResearchofFrequencyMeasurementBasedonSingleChipComputerandCPLD
YUNing1,ZOUYingquan2
(1.HuaianCollegeofInformationTechnology,Huaian,223003,China;2.NanjingUniversityofInformationScience&Technology,Nanjing,210044,China)
Abstract:Inordertodealwiththeproblemofresponserateofsinglechipcomputerwhilemeasuringhighfrequency,afre2
quencymeasurementcircuitbasedonsinglechipcomputerandCPLDisproposed,whichrealizeshigh2accuracymeasurement
bycomparingthefrequencydivisionofthemeasuredsignalswiththecountingnumberofsinglechipcomputer,whichhasbeen
appliedinfuntiongenerator.
Keywords:frequencymeasurement;signalsource;highfrequencymeasurement;CPLD
收稿日期:2008204203
信号源一般都具有频率测量功能,信号源中大多数
的测频电路都是通过单片机实现,低频时采用测周,高
频时采用测频.这种方法存在非等精度误差问题,同时
由于单片机速度限制,不能测量很高信号频率.当信号
频率高于10MHz时,这种方法难于实现.针对单片机
测频电路缺点,本文提出了一种基于单片机和CPLD
的测频方法,并在实践中得到了验证.
1 硬件电路设计
硬件电路包括模拟调理电路,CPLD部分,单片机
部分,如图1所示.模拟调理电路完成对被测信号的整
形,该电路将输入的正弦或其他波形的信号通过整形,
输出方波.模拟调理电路主要由滞回比较器和输入保
护电路构成.CPLD完成对输入信号分频,CPLD用
Altera公司MAX3128.单片机完成对分频后的被测
信号测周,单片机采用Cygnal公司C8051F206.
被测信号通过模拟调理电路后接入CPLD的全局
时钟I/O口,CPLD对被测信号进行适当分频,把外部
信号通过分频将频率限制在一定范围内,然后送至单片
机,在送入单片机信号的1个周期内,单片机对其进行
计数,可以得到计数值为Nx.设单片机频率为fs,输入
单片机信号的频率为fx,则可得fx=fs/Nx,得到的频
率再乘以前面CPLD中的分频比,就可以得到外部输
入信号的频率,以达到频率测量目的.CPLD中的分频
比由单片机控制,复位时单片机送固定分频比给

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