参考文献 20

致谢 21

附录 22

1 设计目的及工作

1。1 设计目的

数字频率计是运用数字电子电路制成，能够完成对周期信号的频率进行测量的工具，是当今通信测量设备系统中的应用广泛的测量工具。数字频率计[1]由于设计过程简单，少元件、低投资、小体积、低功耗，并且高可靠性、强大的功能、设计和研发较为容易等优秀特点，因此获得了技术上的实用性和应用上的普遍性。现在，数字频率计已开始向数字智能的方向进军，不但可以精准的读数，并且能够扩大频率的测量范围还可以提高测量精确度。现如今，由于数字频率计的发展关系到整个民族乃至整个世界的发展，所以数字频率计的发展必须顺应整体发展的趋势。在数字频率计产业中的发展，将关系到民族产业的兴与衰，成与败。因此我们务必高度重视目前的情况，不仅仅需要学习引用发达国家的先进技术，更要加强自主研究创新的能力来发展本国的电子信息工业，使中国在电子信息产业拥有自己的一席地位。

1。2 本文的主要工作

(1) 分别介绍EDA的发展与概述，可编程逻辑器件FPGA，Quartus II软件开发平台，硬件描述语言VHDL。

(2）解析数字频率计的基本理论。

(3) 研究设计数字频率计的基础功能模块，编译正确后进行时序仿真。

   （4）观察仿真波形，分析仿真结果是否满足设计要求。

本文的安排如下：

第一章 解述数字频率计的设计目的。

第二章 介绍EDA技术原理与概述，分别介绍了本次论文所运用到的工具，可编程逻辑器件FPGA，Quartus II 9。0 软件开发平台，以及硬件描述语言VHDL。

第三章 介绍8位数字频率计的基本原理以及设计的要求，以及目标芯片Cyclone II。

第四章 对各个功能模块进行设计。

第五章 对各功能模块以及顶层原理图进行时序仿真，此外观察仿真图，解析能否满足设计要求。

接下来结论分析。

2 EDA技术原理与概述

2。1 EDA技术与发展

EDA技术[2]是当今电子设计技术的核心技术，凭借电子计算机的强大功能，在EDA软件平台上，对利用硬件描述语言HDL完成的设计文件，完成特定的电子电路的设计功能。EDA技术实现了数字电子电路的设计工作，系统硬件功能的完成仅需要利用硬件描述语言HDL和EDA软件平台，使得工作效率大大地提高，工作效率有效缩短，设计成本节省。现今，EDA技术已成为电子设计的重要工具，脱离了EDA工具的支持，不管芯片的设计还是系统的设计都难以实现，EDA技术在电子设计中扮演着愈来愈重要的角色，地位愈来愈高。

下图2。1介绍了EDA设计流程4个步骤以及设计验证过程。

图2。1 EDA设计流程

2。2 可编程逻辑器件基本原理源F于K优B尔C论V文N网WwW.youeRw.com 原文+QQ752^018766

FPGA—现场可编程器件，在Xilinx生产第一片FPGA以后,在密度集成上和性能提高上快速发展。FPGA的逻辑功能[3]可以利用向内部静态存储单元下载编程内容来完成，保存在存储器单元中的数值确定了逻辑单元的逻辑功能和各个单元模块之间或模块与I/O模块之间的连接方式，并且在最终确定FPGA能够完成的逻辑功能。电子电路设计的工具在不断改进，FPGA技术得到了最遍及的运用。

图2。2 FPGA基本结构

2。3 集成开发软件

Quartus II [4]是Altera公司生产研发的综合性PLD/FPGA软件平台，适用于大范围的逻辑电路的设计。Quartus II这种新一代综合性开发平台，能够将Altera的片上可编程系统的开发，集系统级的设计、嵌入式软件的开发以及可编程逻辑的设计于同一体中，能够支撑Altera 的IP核，包括LPM/MegaFunction的宏功能模块库，因此用户能够物尽其用强大的功能模块，使电路设计的复杂性简化、设计的时长缩短，此外，对第三方EDA工具具有优良的支持功能，让用户能够在设计流程中的每一个阶段都可以选择使用较为熟练的第三方EDA工具，Quartus II 经过与DSP Builder工具与Matlab/Simulink的联结，使各种DSP应用系统都能够方便地实现。Quartus II能够为用户提供完全集成的开发包环境而且与电路结构没有关联，另外拥有数字电路逻辑设计的全部特点。可编程逻辑的开发平台Quartus II，因为拥有超强的设计能力和直观的接口，愈来愈受到电子系统设计者的青睐。Quartus II的设计流程图如下所示：