簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)答辯報(bào)告課件

賽題任務(wù)書（一）任務(wù)

設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)數(shù)字顯示的簡(jiǎn)易頻率計(jì)。（二）要求1.基本要求

(1)頻率測(cè)量

a.測(cè)量范圍

信號(hào)：方波、正弦波幅度：0.5V～5V[注]

頻率：1Hz～1MHzb.測(cè)試誤差≤0.1%

(2)周期測(cè)量

a.測(cè)量范圍

信號(hào)：方波、正弦波幅度：0.5V～5V[注]

頻率：1Hz～1MHzb.測(cè)試誤差≤0.1%賽題任務(wù)書1

（3）脈沖寬度測(cè)量

a.測(cè)量范圍信號(hào)：脈沖波

幅度：0.5V～5V[注]

脈沖寬度≥100μs

b.測(cè)試誤差≤0.1%

（4）顯示器

十進(jìn)制數(shù)字顯示，顯示刷新時(shí)間1～10秒連續(xù)可調(diào)，對(duì)上述三種測(cè)量功能分別采用不同顏色的發(fā)光二極管指示。

（5）具有自校功能，時(shí)標(biāo)信號(hào)頻率為1MHz。（6）自行設(shè)計(jì)并制作滿足本設(shè)計(jì)任務(wù)要求的穩(wěn)壓電源。

22.發(fā)揮部分（1）擴(kuò)展頻率測(cè)量范圍為0.1Hz～10MHz(信號(hào)幅度：0.5V～5V[注])，測(cè)試誤差降低為0.01%（最大閘門時(shí)間≤10s）。（2）測(cè)量并顯示周期脈沖信號(hào)（幅度0.5V～5V[注]、頻率1Hz～1KHz）的占空比，占空比變化范圍為10%～90%，測(cè)試誤差≤1%。（3）在1Hz～1MHz范圍內(nèi)及測(cè)試誤差≤0.1%的條件下，進(jìn)行小信號(hào)的頻率測(cè)量，提出并實(shí)現(xiàn)抗干擾的措施。2.發(fā)揮部分3

題解部分

1.1題目分析1.1.1設(shè)計(jì)者特定背景知識(shí)的自查與準(zhǔn)備

1.1.2頂層要求的確認(rèn)——要實(shí)現(xiàn)的測(cè)量功能以及測(cè)量精度。即明確“做什么”以及“做到何種程度”——即質(zhì)量的要求：①測(cè)量功能：測(cè)頻、測(cè)周期、測(cè)脈沖寬度以及測(cè)脈沖的占空比（發(fā)揮部分）。②測(cè)頻、測(cè)周期、測(cè)脈沖寬度的誤差：≤0.1%；測(cè)占空比的誤差：≤1%。(發(fā)揮部分）(10-3)

題解部分

1.1題目分析(4其次，在頂層設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)明確的主要技術(shù)指標(biāo)：①被測(cè)信號(hào)的頻率范：1Hz～1MHz;誤差≤0.1%(基本要求);0.1Hz～10MHz,誤差≤0.01%（發(fā)揮要求）②被測(cè)脈沖信號(hào)的寬度：≥100μs③最大閘門時(shí)間：10s；顯示刷新時(shí)間在1s~10s之間連續(xù)可調(diào)還有一些設(shè)計(jì)要求與技術(shù)指標(biāo)將在設(shè)計(jì)由頂層向底層過渡之中逐步予以關(guān)注和考慮。至此，對(duì)該題“做什么”以及“做到何種程度”——即質(zhì)量的要求也就明確了。

下一步工作就轉(zhuǎn)向分析實(shí)現(xiàn)該頻率計(jì)的各項(xiàng)要求所應(yīng)當(dāng)采用的測(cè)量方法。簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)答辯報(bào)告課件5對(duì)各種數(shù)字化測(cè)頻、測(cè)周法的±1誤差進(jìn)行比較:1.直接測(cè)量法

被測(cè)的fx越

低,測(cè)頻±1誤差越大;被測(cè)的fx越高,測(cè)周±1誤差越大;2.直接與間接測(cè)量相結(jié)合的方法

中界頻率:

fm==

（1.7)p.68

當(dāng)fx≥

fm時(shí),直接測(cè)頻,間接測(cè)周;

當(dāng)

fx≤

fm時(shí),直接測(cè)周,間接測(cè)頻.3.多周期同步測(cè)量法(倒數(shù)計(jì)數(shù)器法)

從根本上消除了±1誤差,實(shí)現(xiàn)了等精度測(cè)量1.1.3測(cè)量方法的分析與比較對(duì)各種數(shù)字化測(cè)頻、測(cè)周法的±1誤差進(jìn)行比較:1.1.3測(cè)6

1.1.4尚未涉及的其它問題1）脈寬測(cè)試誤差的分析被測(cè)脈寬≥100μs，測(cè)試誤差≤0.1%，可以達(dá)到。2）脈沖占空比測(cè)試誤差的分析被測(cè)脈沖頻率1Hz～1KHz，占空比10%～90%，幅度0.5V～5V；要求誤差≤1%，可以達(dá)到。3）被測(cè)信號(hào)幅度、頻率范圍及輸入通道放大器自認(rèn)0.02V，頻率0.1Hz～10MHz,輸入電阻1MΩ4）穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)估計(jì)數(shù)字電源±5V,1A;模擬電源±5V;±6～15V,均為200mA1.1.4尚未涉及的其它問題1）脈寬測(cè)試誤差的分析7

1.2設(shè)計(jì)方案討論

1.2.1方案的選擇1.測(cè)量方法的選擇選用多周期同步測(cè)量法2.實(shí)現(xiàn)技術(shù)的選擇①純硬件實(shí)現(xiàn)法（可選的器件有通用的SSI/MSI/LSI集成電路、專用集成電路、可編程邏輯器件——如isPLD器件等）；②純軟件實(shí)現(xiàn)法（可選的平臺(tái)有PC機(jī)、單片機(jī)、DSP器件等）；③軟硬件相結(jié)合的實(shí)現(xiàn)法（由①、②中選擇與組合）?！x此實(shí)現(xiàn)技術(shù)1.2設(shè)計(jì)方案討論81.3系統(tǒng)級(jí)和子系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)1.3.1系統(tǒng)級(jí)框圖簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)答辯報(bào)告課件9頻率計(jì)的面板布置圖頻率計(jì)的面板布置圖101.3.2子系統(tǒng)級(jí)總體框圖

1)頻率計(jì)子系統(tǒng)的劃分

測(cè)量控制及功能切換邏輯1.3.2子系統(tǒng)級(jí)總體框圖測(cè)量控制及112)各個(gè)子系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)及其組成(1)輸入通道

（考慮發(fā)揮部分要求時(shí)）

帶寬:0~10MHz;輸入電阻:1M;

增益:2/0.02=100(用TTL整形級(jí)時(shí))(2)多周期同步等精度測(cè)量控制及功能切換邏輯

計(jì)數(shù)器容量:107～108;工作頻率:≥10MHz(3)單片機(jī)子系統(tǒng)(根據(jù)下列要求選用AT89C51)

①由+5V電源供電，I/O口與TTL電平兼容，并有足夠數(shù)目的I/O口；②要有豐富的四則算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算指令，指令執(zhí)行速度要快；③片內(nèi)除RAM外還要有EPROM；④至少有兩個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；⑤有外部中斷輸入引腳；⑥具有串行通信口；⑦價(jià)格要低廉。2)各個(gè)子系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)及其組成(1)輸入通道（考慮12圖1.3.4輸入通道組成框圖圖1.3.4輸入通道組成框圖13

多周期同步等精度

測(cè)量控制及切換邏輯圖1.3.5多周期同步等精度

測(cè)量控制14圖1.3.6單片機(jī)與外圍部件的互連方案圖1.3.6單片機(jī)與外圍部件的互連方案151.4設(shè)計(jì)的進(jìn)一步細(xì)化

1.4.1輸入通道的詳細(xì)設(shè)計(jì)

1）輸入通道中的模擬部分的詳細(xì)設(shè)計(jì)

2）輸入通道中的數(shù)字部分的詳細(xì)設(shè)計(jì)

1.4.2綜合數(shù)字模塊子系統(tǒng)

測(cè)量控制及功能切換邏輯+其它輔助數(shù)字部件的詳細(xì)設(shè)計(jì)

1)核心電路---圖1.3.5;2)輔助數(shù)字部件共10個(gè)

1.4.3單片機(jī)子系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

1)主程序;2)子程序主要有4個(gè)(鍵盤中斷服務(wù)子程序;軟件計(jì)數(shù)器子程序;數(shù)據(jù)處理子程序;測(cè)量結(jié)果刷新顯示子程序)1.4設(shè)計(jì)的進(jìn)一步細(xì)化16圖1.4.1輸入通道中模擬電路部分的詳細(xì)設(shè)計(jì)圖圖1.4.1輸入通道中模擬電路部分的詳細(xì)設(shè)計(jì)圖17圖1.4.2被測(cè)信號(hào)邊沿選擇電路圖1.4.2被測(cè)信號(hào)邊沿選擇電路18圖1.4.3被測(cè)信號(hào)邊沿選擇電路的工作波形圖圖1.4.3被測(cè)信號(hào)邊沿選擇電路的工作波形圖19圖1.4.4由ispPLD實(shí)現(xiàn)的（虛線框內(nèi)）綜合數(shù)字模塊子系統(tǒng)的總圖用ispLSI1032來實(shí)現(xiàn)圖1.4.4由ispPLD實(shí)現(xiàn)的（虛線框內(nèi)）綜合數(shù)字模20輔助數(shù)字部件共10個(gè)①脈沖邊沿選擇電路；②預(yù)置閘門時(shí)間選擇計(jì)數(shù)器和指示驅(qū)動(dòng)電路；③通道條件碼輸入接口；④閘門燈驅(qū)動(dòng)器；⑤按鍵接口電路；⑥單/雙通道選擇信號(hào)產(chǎn)生邏輯；⑦低12bit時(shí)間計(jì)數(shù)器、28bit事件計(jì)數(shù)器；⑧前述兩個(gè)計(jì)數(shù)器與單片機(jī)的接口邏輯（可尋址的8bit的6選1多路選擇器）；⑨驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼顯示器的98位移位寄存器及緩沖器（包含單位符號(hào)指示燈驅(qū)動(dòng)電路在內(nèi)）；⑩1MHz時(shí)標(biāo)信號(hào)及1Hz脈沖發(fā)生器電路。用ispLSI1032來實(shí)現(xiàn)輔助數(shù)字部件共10個(gè)①脈沖邊沿選擇電路；②21圖1.4.5頻率計(jì)的測(cè)量流程圖1.4.5頻率計(jì)的測(cè)量流程22主程序流程圖1234√P1.6=0P1.7=1主程序流程圖1234√P1.6=023(續(xù)前）主程序流程圖56√√√78(續(xù)前）主程序流程圖56√√√78241.5測(cè)試方案1.5.1測(cè)試步驟與方法概述先對(duì)三個(gè)子系統(tǒng)分別進(jìn)行測(cè)試,最后將三個(gè)子系統(tǒng)互連起來，進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的總體測(cè)試。1.5.2頻率計(jì)子系統(tǒng)的測(cè)試步驟與方法1.輸入通道模擬電路部分測(cè)試步驟與方法2.綜合數(shù)字功能模塊的測(cè)試步驟與方法應(yīng)充分運(yùn)用EDA工具的功能模擬和定時(shí)模擬能力，去替代使用測(cè)試儀器去完成大量而復(fù)雜的測(cè)試工作。3.單片機(jī)子系統(tǒng)的測(cè)試步驟與方法先測(cè)試硬件，再測(cè)試軟件，最后軟硬件聯(lián)合測(cè)試。測(cè)試主要用仿真器，也要用到示波器、電壓表等儀器。1.5測(cè)試方案25（續(xù)前）對(duì)單片機(jī)子系統(tǒng)的硬件的測(cè)試，就是測(cè)試與它相連的做在isPLD器件內(nèi)的外圍部件的工作是否正常。方法是針對(duì)要測(cè)的硬件編寫一個(gè)、一個(gè)的讀寫小程序，輸入到仿真器中去，分別對(duì)每個(gè)外圍部件的讀/寫功能進(jìn)行測(cè)試。軟件測(cè)試的主要工具仍然是仿真器。應(yīng)當(dāng)先測(cè)試子程序，后測(cè)試主程序。測(cè)試中要靈活運(yùn)用插入暫停、局部循環(huán)指令以及仿真器的單步調(diào)試功能。并用直流電壓表或示波器去測(cè)量硬件上的有關(guān)電平或波形。（續(xù)前）對(duì)單片機(jī)子系統(tǒng)的硬件的測(cè)試，就是測(cè)試與它相連的做在i264.總體測(cè)試

所有子系統(tǒng)均測(cè)試通過后,才能將它們?nèi)炕ミB起來進(jìn)行總體測(cè)試。這時(shí)所用的儀器主要是：函數(shù)發(fā)生器；通用計(jì)數(shù)器（可測(cè)量頻率、周期、時(shí)間等）；交流電壓表；示波器。它們的工作頻率應(yīng)覆蓋0～20MHz。

電源接通后，檢查頻率計(jì)默認(rèn)測(cè)頻工作狀態(tài)以及自檢功能是否正常，然后用函數(shù)發(fā)生器作為測(cè)試信號(hào)源，同時(shí)接到所制作的頻率計(jì)和通用計(jì)數(shù)器的輸入端，按設(shè)計(jì)任務(wù)書要求的測(cè)量項(xiàng)目逐個(gè)進(jìn)行測(cè)試，將頻率計(jì)和通用計(jì)數(shù)器的讀數(shù)分別記錄下來。計(jì)算各個(gè)測(cè)量項(xiàng)目的測(cè)量誤差，并與任務(wù)書要求進(jìn)行比較。4.總體測(cè)試27同步化閘門啟動(dòng)定時(shí)器T0同步化閘門啟動(dòng)定時(shí)器T028鍵盤中斷與顯示時(shí)間調(diào)節(jié)AT89C51鍵盤中斷與顯示時(shí)間調(diào)節(jié)AT89C5129C51單片機(jī)定時(shí)器的結(jié)構(gòu)與方式字T0=1μsf0=12MHzC51單片機(jī)定時(shí)器的結(jié)構(gòu)與方式字T0=1μsf0=130圖1.6.1

計(jì)數(shù)式測(cè)頻的原理方框圖

fX=N/TS

閘門時(shí)間圖1.6.1計(jì)數(shù)式測(cè)頻的原理方框圖fX=N/TS31圖1.6.3計(jì)數(shù)式測(cè)周期的原理框圖

TX=NT0/k

時(shí)標(biāo)圖1.6.3計(jì)數(shù)式測(cè)周期的原理框圖TX=NT032圖1.6.5測(cè)量時(shí)間間隔的原理方框圖

△TX=NT0

圖1.6.5測(cè)量時(shí)間間隔的原理方框圖△TX=NT033圖1.6.7脈沖寬度和上升時(shí)間的測(cè)量(a)測(cè)量脈沖寬度；(b)測(cè)脈沖上升時(shí)間圖1.6.7脈沖寬度和上升時(shí)間的測(cè)量341s閘門1μs時(shí)標(biāo)圖1.21直接測(cè)頻和直接測(cè)周期的量化誤差1s閘門1μs時(shí)標(biāo)圖1.21直接測(cè)頻和直接測(cè)周期的量化誤差35

圖1.6.9倒數(shù)計(jì)數(shù)器（多周期同步測(cè)量）原理方框圖fx=fx=NA/TNB=fCT

T圖1.6.9倒數(shù)計(jì)數(shù)器（多周期同步測(cè)量）原理方框36

圖1.6.9倒數(shù)計(jì)數(shù)器（多周期同步測(cè)量）時(shí)間波形圖

P1.610s、1s、0.1s、10ms、1ms圖1.6.9倒數(shù)計(jì)數(shù)器（多周期同步測(cè)量）時(shí)間波37圖1.6.10等精度測(cè)時(shí)間間隔的原理框圖圖1.6.10等精度測(cè)時(shí)間間隔的原理框圖38圖1.6.11等精度測(cè)量時(shí)間間隔的工作波形圖NB=NAfC

TX圖1.6.11等精度測(cè)量時(shí)間間隔的工作波形圖NB=NA39電壓比較器MAX902要求輸入信號(hào)的最小過零壓擺率：(P.52

P.53)

SR=0.5V/s

SR=2πfXUm

Um=0.5/2π0.10.8V最小輸入信號(hào)的峰值:

Uimin=0.02V要求放大級(jí)的增益：GA

Um/Uimin30電壓比較器MAX902要求輸入信號(hào)的最小40

賽題任務(wù)書（一）任務(wù)

設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)數(shù)字顯示的簡(jiǎn)易頻率計(jì)。（二）要求1.基本要求

(1)頻率測(cè)量

a.測(cè)量范圍

信號(hào)：方波、正弦波幅度：0.5V～5V[注]

頻率：1Hz～1MHzb.測(cè)試誤差≤0.1%

(2)周期測(cè)量

a.測(cè)量范圍

信號(hào)：方波、正弦波幅度：0.5V～5V[注]

頻率：1Hz～1MHzb.測(cè)試誤差≤0.1%賽題任務(wù)書41

（3）脈沖寬度測(cè)量

a.測(cè)量范圍信號(hào)：脈沖波

幅度：0.5V～5V[注]

脈沖寬度≥100μs

b.測(cè)試誤差≤0.1%

（4）顯示器

十進(jìn)制數(shù)字顯示，顯示刷新時(shí)間1～10秒連續(xù)可調(diào)，對(duì)上述三種測(cè)量功能分別采用不同顏色的發(fā)光二極管指示。

（5）具有自校功能，時(shí)標(biāo)信號(hào)頻率為1MHz。（6）自行設(shè)計(jì)并制作滿足本設(shè)計(jì)任務(wù)要求的穩(wěn)壓電源。

422.發(fā)揮部分（1）擴(kuò)展頻率測(cè)量范圍為0.1Hz～10MHz(信號(hào)幅度：0.5V～5V[注])，測(cè)試誤差降低為0.01%（最大閘門時(shí)間≤10s）。（2）測(cè)量并顯示周期脈沖信號(hào)（幅度0.5V～5V[注]、頻率1Hz～1KHz）的占空比，占空比變化范圍為10%～90%，測(cè)試誤差≤1%。（3）在1Hz～1MHz范圍內(nèi)及測(cè)試誤差≤0.1%的條件下，進(jìn)行小信號(hào)的頻率測(cè)量，提出并實(shí)現(xiàn)抗干擾的措施。2.發(fā)揮部分43

題解部分

1.1題目分析1.1.1設(shè)計(jì)者特定背景知識(shí)的自查與準(zhǔn)備

1.1.2頂層要求的確認(rèn)——要實(shí)現(xiàn)的測(cè)量功能以及測(cè)量精度。即明確“做什么”以及“做到何種程度”——即質(zhì)量的要求：①測(cè)量功能：測(cè)頻、測(cè)周期、測(cè)脈沖寬度以及測(cè)脈沖的占空比（發(fā)揮部分）。②測(cè)頻、測(cè)周期、測(cè)脈沖寬度的誤差：≤0.1%；測(cè)占空比的誤差：≤1%。(發(fā)揮部分）(10-3)

題解部分

1.1題目分析(44其次，在頂層設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)明確的主要技術(shù)指標(biāo)：①被測(cè)信號(hào)的頻率范：1Hz～1MHz;誤差≤0.1%(基本要求);0.1Hz～10MHz,誤差≤0.01%（發(fā)揮要求）②被測(cè)脈沖信號(hào)的寬度：≥100μs③最大閘門時(shí)間：10s；顯示刷新時(shí)間在1s~10s之間連續(xù)可調(diào)還有一些設(shè)計(jì)要求與技術(shù)指標(biāo)將在設(shè)計(jì)由頂層向底層過渡之中逐步予以關(guān)注和考慮。至此，對(duì)該題“做什么”以及“做到何種程度”——即質(zhì)量的要求也就明確了。

下一步工作就轉(zhuǎn)向分析實(shí)現(xiàn)該頻率計(jì)的各項(xiàng)要求所應(yīng)當(dāng)采用的測(cè)量方法。簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)答辯報(bào)告課件45對(duì)各種數(shù)字化測(cè)頻、測(cè)周法的±1誤差進(jìn)行比較:1.直接測(cè)量法

被測(cè)的fx越

低,測(cè)頻±1誤差越大;被測(cè)的fx越高,測(cè)周±1誤差越大;2.直接與間接測(cè)量相結(jié)合的方法

中界頻率:

fm==

（1.7)p.68

當(dāng)fx≥

fm時(shí),直接測(cè)頻,間接測(cè)周;

當(dāng)

fx≤

fm時(shí),直接測(cè)周,間接測(cè)頻.3.多周期同步測(cè)量法(倒數(shù)計(jì)數(shù)器法)

從根本上消除了±1誤差,實(shí)現(xiàn)了等精度測(cè)量1.1.3測(cè)量方法的分析與比較對(duì)各種數(shù)字化測(cè)頻、測(cè)周法的±1誤差進(jìn)行比較:1.1.3測(cè)46

1.1.4尚未涉及的其它問題1）脈寬測(cè)試誤差的分析被測(cè)脈寬≥100μs，測(cè)試誤差≤0.1%，可以達(dá)到。2）脈沖占空比測(cè)試誤差的分析被測(cè)脈沖頻率1Hz～1KHz，占空比10%～90%，幅度0.5V～5V；要求誤差≤1%，可以達(dá)到。3）被測(cè)信號(hào)幅度、頻率范圍及輸入通道放大器自認(rèn)0.02V，頻率0.1Hz～10MHz,輸入電阻1MΩ4）穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)估計(jì)數(shù)字電源±5V,1A;模擬電源±5V;±6～15V,均為200mA1.1.4尚未涉及的其它問題1）脈寬測(cè)試誤差的分析47

1.2設(shè)計(jì)方案討論

1.2.1方案的選擇1.測(cè)量方法的選擇選用多周期同步測(cè)量法2.實(shí)現(xiàn)技術(shù)的選擇①純硬件實(shí)現(xiàn)法（可選的器件有通用的SSI/MSI/LSI集成電路、專用集成電路、可編程邏輯器件——如isPLD器件等）；②純軟件實(shí)現(xiàn)法（可選的平臺(tái)有PC機(jī)、單片機(jī)、DSP器件等）；③軟硬件相結(jié)合的實(shí)現(xiàn)法（由①、②中選擇與組合）?！x此實(shí)現(xiàn)技術(shù)1.2設(shè)計(jì)方案討論481.3系統(tǒng)級(jí)和子系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)1.3.1系統(tǒng)級(jí)框圖簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)答辯報(bào)告課件49頻率計(jì)的面板布置圖頻率計(jì)的面板布置圖501.3.2子系統(tǒng)級(jí)總體框圖

1)頻率計(jì)子系統(tǒng)的劃分

測(cè)量控制及功能切換邏輯1.3.2子系統(tǒng)級(jí)總體框圖測(cè)量控制及512)各個(gè)子系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)及其組成(1)輸入通道

（考慮發(fā)揮部分要求時(shí)）

帶寬:0~10MHz;輸入電阻:1M;

增益:2/0.02=100(用TTL整形級(jí)時(shí))(2)多周期同步等精度測(cè)量控制及功能切換邏輯

計(jì)數(shù)器容量:107～108;工作頻率:≥10MHz(3)單片機(jī)子系統(tǒng)(根據(jù)下列要求選用AT89C51)

①由+5V電源供電，I/O口與TTL電平兼容，并有足夠數(shù)目的I/O口；②要有豐富的四則算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算指令，指令執(zhí)行速度要快；③片內(nèi)除RAM外還要有EPROM；④至少有兩個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；⑤有外部中斷輸入引腳；⑥具有串行通信口；⑦價(jià)格要低廉。2)各個(gè)子系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)及其組成(1)輸入通道（考慮52圖1.3.4輸入通道組成框圖圖1.3.4輸入通道組成框圖53

多周期同步等精度

測(cè)量控制及切換邏輯圖1.3.5多周期同步等精度

測(cè)量控制54圖1.3.6單片機(jī)與外圍部件的互連方案圖1.3.6單片機(jī)與外圍部件的互連方案551.4設(shè)計(jì)的進(jìn)一步細(xì)化

1.4.1輸入通道的詳細(xì)設(shè)計(jì)

1）輸入通道中的模擬部分的詳細(xì)設(shè)計(jì)

2）輸入通道中的數(shù)字部分的詳細(xì)設(shè)計(jì)

1.4.2綜合數(shù)字模塊子系統(tǒng)

測(cè)量控制及功能切換邏輯+其它輔助數(shù)字部件的詳細(xì)設(shè)計(jì)

1)核心電路---圖1.3.5;2)輔助數(shù)字部件共10個(gè)

1.4.3單片機(jī)子系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

1)主程序;2)子程序主要有4個(gè)(鍵盤中斷服務(wù)子程序;軟件計(jì)數(shù)器子程序;數(shù)據(jù)處理子程序;測(cè)量結(jié)果刷新顯示子程序)1.4設(shè)計(jì)的進(jìn)一步細(xì)化56圖1.4.1輸入通道中模擬電路部分的詳細(xì)設(shè)計(jì)圖圖1.4.1輸入通道中模擬電路部分的詳細(xì)設(shè)計(jì)圖57圖1.4.2被測(cè)信號(hào)邊沿選擇電路圖1.4.2被測(cè)信號(hào)邊沿選擇電路58圖1.4.3被測(cè)信號(hào)邊沿選擇電路的工作波形圖圖1.4.3被測(cè)信號(hào)邊沿選擇電路的工作波形圖59圖1.4.4由ispPLD實(shí)現(xiàn)的（虛線框內(nèi)）綜合數(shù)字模塊子系統(tǒng)的總圖用ispLSI1032來實(shí)現(xiàn)圖1.4.4由ispPLD實(shí)現(xiàn)的（虛線框內(nèi)）綜合數(shù)字模60輔助數(shù)字部件共10個(gè)①脈沖邊沿選擇電路；②預(yù)置閘門時(shí)間選擇計(jì)數(shù)器和指示驅(qū)動(dòng)電路；③通道條件碼輸入接口；④閘門燈驅(qū)動(dòng)器；⑤按鍵接口電路；⑥單/雙通道選擇信號(hào)產(chǎn)生邏輯；⑦低12bit時(shí)間計(jì)數(shù)器、28bit事件計(jì)數(shù)器；⑧前述兩個(gè)計(jì)數(shù)器與單片機(jī)的接口邏輯（可尋址的8bit的6選1多路選擇器）；⑨驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼顯示器的98位移位寄存器及緩沖器（包含單位符號(hào)指示燈驅(qū)動(dòng)電路在內(nèi)）；⑩1MHz時(shí)標(biāo)信號(hào)及1Hz脈沖發(fā)生器電路。用ispLSI1032來實(shí)現(xiàn)輔助數(shù)字部件共10個(gè)①脈沖邊沿選擇電路；②61圖1.4.5頻率計(jì)的測(cè)量流程圖1.4.5頻率計(jì)的測(cè)量流程62主程序流程圖1234√P1.6=0P1.7=1主程序流程圖1234√P1.6=063(續(xù)前）主程序流程圖56√√√78(續(xù)前）主程序流程圖56√√√78641.5測(cè)試方案1.5.1測(cè)試步驟與方法概述先對(duì)三個(gè)子系統(tǒng)分別進(jìn)行測(cè)試,最后將三個(gè)子系統(tǒng)互連起來，進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的總體測(cè)試。1.5.2頻率計(jì)子系統(tǒng)的測(cè)試步驟與方法1.輸入通道模擬電路部分測(cè)試步驟與方法2.綜合數(shù)字功能模塊的測(cè)試步驟與方法應(yīng)充分運(yùn)用EDA工具的功能模擬和定時(shí)模擬能力，去替代使用測(cè)試儀器去完成大量而復(fù)雜的測(cè)試工作。3.單片機(jī)子系統(tǒng)的測(cè)試步驟與方法先測(cè)試硬件，再測(cè)試軟件，最后軟硬件聯(lián)合測(cè)試。測(cè)試主要用仿真器，也要用到示波器、電壓表等儀器。1.5測(cè)試方案65（續(xù)前）對(duì)單片機(jī)子系統(tǒng)的硬件的測(cè)試，就是測(cè)試與它相連的做在isPLD器件內(nèi)的外圍部件的工作是否正常。方法是針對(duì)要測(cè)的硬件編寫一個(gè)、一個(gè)的讀寫小程序，輸入到仿真器中去，分別對(duì)每個(gè)外圍部件的讀/寫功能進(jìn)行測(cè)試。軟件測(cè)試的主要工具仍然是仿真器。應(yīng)當(dāng)先測(cè)試子程序，后測(cè)試主程序。測(cè)試中要靈活運(yùn)用插入暫停、局部循環(huán)指令以及仿真器的單步調(diào)試功能。并用直流電壓表或示波器去測(cè)量硬件上的有關(guān)電平或波形。（續(xù)前）對(duì)單片機(jī)子系統(tǒng)的硬件的測(cè)試，就是測(cè)試與它相連的做在i664.總體測(cè)試

所有子系統(tǒng)均測(cè)試通過后,才能將它們?nèi)炕ミB起來進(jìn)行總體測(cè)試。這時(shí)所用的儀器主要是：函數(shù)發(fā)生器；通用計(jì)數(shù)器（可測(cè)量頻率、周期、時(shí)間等）；交流電壓表；示波器。它們的工作頻率應(yīng)覆蓋0～20MHz。

電源接通后，檢查頻率計(jì)默認(rèn)測(cè)頻工作狀態(tài)以及自檢功能是否正常，然后