等精度數(shù)字頻率計設(shè)計

黃岡師范學(xué)院課程改革項目中期檢查匯報課

《EDA技術(shù)》主講：物科院馮杰將課程全部內(nèi)容分為11個教學(xué)“案例”。采用“案例式”教學(xué)模式。1-4案例為基礎(chǔ)部分。通過教學(xué)，使學(xué)生掌握EDA技術(shù)相關(guān)的基本知識，掌握現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計思想和方法。通過5-11等7個以學(xué)生生活實際和電子方面真實產(chǎn)品設(shè)計等工程項目的案例教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)先進的電子技術(shù)的興趣，強化學(xué)生應(yīng)用意識，讓學(xué)生養(yǎng)成主動探索、努力進取、團結(jié)協(xié)作的習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新意識。11個案例如下：課程改革項目內(nèi)容簡介

1、理論課教學(xué)體系和教學(xué)模式：打破傳統(tǒng)教材格局，重構(gòu)課程教學(xué)體系?；A(chǔ)部分（1-3章：自學(xué)）（1）原理圖設(shè)計方法、仿真技術(shù)及編程下載（2）VHDL語言結(jié)構(gòu)、編程方法、仿真技術(shù)（以組合電路為主）（3）時序電路設(shè)計（以計數(shù)器為主）（4）狀態(tài)機程序設(shè)計（順序控制器）實際工程應(yīng)用專題部分（5）數(shù)字鐘、鬧鐘及校園打鈴系統(tǒng)設(shè)計（6）霓虹燈控制電路設(shè)計（7）交通燈控制電路設(shè)計（8）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計（A/D轉(zhuǎn)換控制器設(shè)計）（9）等精度數(shù)字頻率計設(shè)計（10）任意波信號發(fā)生器（11）專用電路芯片設(shè)計（8279芯片設(shè)計）

1、理論課教學(xué)體系和教學(xué)模式：課程改革項目內(nèi)容簡介1、“啟發(fā)式”：提出問題-----分析問題------解決問題引導(dǎo)學(xué)生對問題進行深入思考，達到培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識分析解決實際問題的能力。

2、教學(xué)方法：理論課教學(xué)方法2、“案例式”：將實際工程項目整合為授課內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新意識。課程改革項目內(nèi)容簡介例如：1、觸發(fā)器---十進制計數(shù)器----任意進制計數(shù)器---8位十進制計數(shù)器2、數(shù)字鐘3、簡易數(shù)字頻率計4、等精度數(shù)字頻率計（對簡易數(shù)字頻率計的功能完善和擴充）2、教學(xué)方法：實驗課教學(xué)方法“積木式”課程改革項目內(nèi)容簡介1、“EDA技術(shù)提高型實驗教學(xué)改革”，已經(jīng)結(jié)題2、“EDA技術(shù)精品課程”，已經(jīng)完成課程網(wǎng)站建設(shè)3、“EDA技術(shù)課程體系改革”，已經(jīng)結(jié)題4、“人才培養(yǎng)模式改革與社會需求的無縫對接”教學(xué)改革項目5、教材改革項目，編寫了《EDA技術(shù)實驗指導(dǎo)》，正在與科學(xué)出版社聯(lián)系出版4、相關(guān)課改項目課程改革項目內(nèi)容簡介大學(xué)生科研項目：EDA與單片機系統(tǒng)實驗儀設(shè)計設(shè)計項目指標要求：1、測頻范圍1Hz～100MHz。2、測頻精度：測頻全域相對誤差恒為百萬分之一。案例九、等精度數(shù)字頻率計設(shè)計2003年全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽題目簡易數(shù)字頻率計的工作原理8位十進制計數(shù)器輸入信號Fin閘門信號EN1秒1秒計數(shù)輸出譯碼、顯示鎖存器鎖存信號LOAD復(fù)位信號RST控制器電路ENRSTLOAD標準秒脈沖簡易數(shù)字頻率計測頻精度討論：8位十進制計數(shù)器輸入信號Fin閘門信號EN1秒1秒計數(shù)輸出譯碼、顯示鎖存器鎖存信號LOAD復(fù)位信號RST控制器電路ENRSTLOAD標準秒脈沖問題一：頻率為多少？問題二：標準秒脈沖對測頻精度有什么影響？測頻精度與被測信號頻率有關(guān)。頻率高，精度高。頻率低：精度低測頻精度與閘門信號精度有關(guān)：閘門精度高低影響測頻精度。如何解決？等精度頻率測量1、測頻全域內(nèi)相對誤差恒定不變解決方法：特點：2、與閘門信號精度無關(guān)等精度測頻原理

使用兩個計數(shù)器，在一次預(yù)置閘門時間EN

中，一個計數(shù)器對被測輸入信號FSIN計數(shù)，計數(shù)值為Nx；同時另一個計數(shù)器對標準高頻率信號FS計數(shù)，計數(shù)值為Ns，則下式成立：得到測得的頻率為：按照這個思路設(shè)計的電路如下：NxNs等精度測頻原理標準信號Fs被測信號Fx優(yōu)點：測量結(jié)果與閘門信號寬度無關(guān)，因此閘門精度不影響測量精度?。?！閘門解決了問題2等精度測頻原理問題1仍然存在?。?！FSIN問題1的解決方案：利用觸發(fā)器將EN和輸入信號FSIN進行同步是對完整的輸入波形進行計數(shù)，精度100％問題1得到解決！??！思考：既然精度為100％，為什么又提出誤差為百萬分之一？測量電路：標準信號Fs被測信號Fx閘門仿真結(jié)果：周期50ns周期400ns被測信號標準信號EN標準信號頻率FS=20MHz（50ns）Ns=64，Nx=8被測信號頻率Fx=（Fs/Ns）*Nx＝2.5MHz仿真結(jié)果：（改變閘門時間后）標準信號頻率FS=20MHz（50ns）Ns=48，Nx=6被測信號頻率Fx=（Fs/Ns）*Nx＝2.5MHz下載測試1、按照原理圖要求進行編程，畫原理圖2、編譯、引腳鎖定3、下載測試下載測試閘門信號顯示切換復(fù)位被測信號：126腳標準信號：124腳小結(jié)1、簡易頻率計進行頻率測量的缺陷2、等精度頻率的原理和特點3、軟件仿真和硬件驗證思考題1、如何實現(xiàn)被測信號周期測量？2、如何實現(xiàn)被測信號占空比測量？標準信號Fs被測信號Fx閘門設(shè)閘門時間為T，則標準