采用FPGA實現發電機組頻率測量計的設計

3.2 二進制到十進制的轉換器模塊設計
本設計，需要轉換時鐘Convertfreq信號對轉換模塊進行時序控制，由于要在1s內完成轉換，則轉換時鐘Convertfreq的頻率應該選用高頻頻信號，即轉換時鐘Convertfreq的頻率是標準時鐘Samplefreq信號10分頻得到的。
為了對本設計進行波形仿真，取輸入的10位二進制數bin[9..0]為10’b0000011001(十進制為25)。圖4為二進制到十進制的轉換器的仿真時序圖：

圖4 二進制到十進制的轉換器的仿真時序圖

4 仿真和調試
　　通過上述的描述，從各個模塊獨立的角度對其進行了仿真，結果表明設計符合要求。為了保證系統的整體可靠性，對整個系統做了仿真，仿真時序圖如圖5所示：

圖5　系統仿真時序圖
　　其中，LEDD,LEDC,LEDB,LEDA是譯碼的結果要在7段數碼管上顯示，0010010(顯示為2)、0100100(顯示為5)。將設計的頻率測量計下載到目標芯片EP1C3T144C6中，并在GW48實驗箱上進行的模擬仿真，當輸入頻率為1 Hz～1023 Hz的信號時，頻率測量計所測的頻率完全準確，當頻率高于1023Hz時，系統報警，同時頻率顯示為0。

5 結束語
基于FPGA設計的發電機組頻率測量計，系統在整體上采用光電耦合器的隔離方式，提高系統的抗干擾能力和穩定性。該系統具有線路簡單可靠、通用性強、穩定度高等優點，可廣泛應用于頻率電壓變換器、轉速繼電器。該設計的FPGA數字系統部分使用Verilog HDL語言，給出核心程序，并可以通過Verilog HDL語言的綜合工具進行相應硬件電路的生成，具有傳統邏輯設計方法所無法比擬的優越性。經過仿真后，驗證設計是成功的, 達到預期結果。同時這種方法設計的數字電子系統可移植性強、可更改性好。如果需要的頻率測量范圍需要擴大，不需要硬件變化只需改變軟件就可以,相對非常方便。