基于51單片機和CPLD的數字頻率計的設計

　　被測信號脈沖經CHOICE選擇后，從控制模塊CONTROL1的FX1端輸入，基準頻率信號從FS端輸入，CLR是初始化信號。在進行頻率或周期測量時，完成如下步驟:

　　(1)在CLR端加正脈沖信號完成測試電路狀態的初始化。

　(2)由預置門控信號將STROBE置高電平，預置門開始定時，此時由被測信號的上沿打開計數器COUNT，同時對基準頻率信號和被測信號進行計數。

　　(3)頂置門定時結束信號把STROBE置為低電平(由單片機來完成)，在被測信號的下一個脈沖的上沿到來時，COUNT停止計數。

　　(4)計數結束后，ED1端輸出低電平來指示測量計數結束，單片機得到此信號后，即可利用SS0,SS1進行選擇，四次分別讀回COUNT中基準頻率信號和被測信號計數值，并根據上述測量公式進行運算，計算出被測信號的頻率或周期值。

　　系統軟件設計

　 　本系統的單片機主控及其外圍電路模塊用Keil C語言編寫，軟件模塊對應于硬件電路的每一個部分，還包括部分數據計算和轉換模塊。CPLD模塊用VHDL語言編寫，并在Max+PlusⅡ平臺上，完成 CPLD的軟件設計、編譯、調試、仿真和下載。系統初始化后，主程序不斷掃描鍵盤子程序，當其鍵按下時，程序跳轉到相應的子程序執行其功能，然后返回繼續 執行鍵盤掃描主程序。其主程序流程圖如圖5所示。

　　圖5 系統主程序流程

　　試驗測試的結果如表1所示。

　　結論

　　本文將智能控制靈活、邏輯運算能力強的單片機和集成度高、運算速度快的CPLD相結合，突破了傳統電子系統設計的瓶頸，使設計的系統具有結構緊湊、體積小，可靠性高，測頻范圍寬、精度高等優點。它可作為獨立的儀表使用，也可用做其他儀器儀表的組成部分。