通过实验了解数字频率计的工作原理

实验任务和内容
1. 在CPLD中设计一个数字频率计电路，设计要求为： 测量范围：1Hz～1MHz, 分辨率, 数码管动态扫描显示电路的CPLD下载与实现。
2.使用LabVIEW进行虚拟频率计的软件设计。要求设计软件界面，闸门时间为4档，1s,100ms,10ms,1ms,频率数字显示。
3．使用设计虚拟逻辑分析仪软件和CPLD电路，进行软硬件调试和测试 **数字频率计设计** 数字频率计是一种用于测量周期性电信号频率的电子设备。通过实验了解数字频率计的工作原理，可以深入理解其测量原理、硬件设计以及软件实现。以下是关于数字频率计设计的详细说明： **一、实验目的** 1. 掌握CPLD（复杂可编程逻辑器件）开发软件的使用。 2. 理解频率测量的基本原理。 3. 学习并应用CPLD逻辑电路设计方法。 4. 学习虚拟数字频率计的软件设计技巧。 **二、实验任务与内容** 1. 使用CPLD设计数字频率计电路，要求测量范围为1Hz至1MHz，分辨率小于10^-4，同时实现数码管动态扫描显示。 2. 利用LabVIEW创建虚拟频率计软件，设计包含4档闸门时间（1s, 100ms, 10ms, 1ms）的用户界面，以数字形式显示频率。 3. 通过虚拟逻辑分析仪软件及CPLD电路，进行软硬件联调与测试。 **三、实验设备** 实验所需的设备包括SJ-8002B电子测量实验箱、计算机、函数发生器、SJ-7002 CPLD实验板以及连接线。 **四、测频原理** 频率是周期性信号在单位时间内变化的次数。电子计数器通过计算在特定时间间隔内信号的周期数来测量频率。基本原理包括将输入信号转换为窄脉冲，使用时基信号生成器产生计数闸门，然后通过这个闸门对信号进行计数，从而得出频率。闸门时间的可变性允许调整测量的分辨率。 **五、数字频率计组成** 数字频率计通常由CPLD硬件电路和计算机软件两部分构成。硬件电路在CPLD中实现，测量结果显示在计算机上，计算机同时提供清零和闸门选择的控制信号。 **六、CPLD特点与设计流程** CPLD是一种可配置的逻辑器件，具有高集成度和高速度。在本实验中，选用ALTERA公司的EPM7128SLC84器件，它有丰富的I/O脚和灵活的配置选项。设计流程包括设计分析、子模块设计与仿真、顶层电路设计与仿真、引脚分配、下载和硬件调试。 **七、CPLD实验电路板** 实验板上有数字信号输入、输出显示（LED灯和7段数码管）、时钟晶振等组成部分。其中，7段数码管通过动态扫描方式显示测量结果，位选信号控制显示哪一位数码管。 **八、设计指导** CPLD硬件电路设计包括闸门时间控制、计数器电路等模块的设计与仿真，而虚拟频率计软件设计则涉及LabVIEW的界面设计和程序编写。 通过这个实验，参与者能够全面掌握数字频率计从硬件设计到软件实现的全过程，提升在电子设计和软件编程方面的能力。