全文总字数：4120字
摘要：简易数字频率计的有效使用，为实际测量问题的有效处理带来了重要的参考依据。在此形势影响下，合理的使用CPLD器件。以优化简易数字频率计的设计方案，完善这种频率计的服务功能。文中通过对频率计测频原理相关内容的阐述，客观地说明了实现基于CPLD简易数字频率计设计的重要性。
关键词：CPLD;简易数字频率计；测频
1引言
微电子科技不断发展，对测频技术要求也越来越高。在生活中，频率的测量随处可见，每天都在接触，并且可以直接或间接地根据测量频率来获取我们想要得到的信息。因此频率的测量就显得非常重要了，使用较高精度的方法来测量频率就更加重要了。采用先进的CPLD(复杂可编程逻辑器件)取代传统的标准集成电路、接口电路已成为电子技术发展的必然趋势。CPLD,由于采用连续连接结构，易于预测延时。从而使电路仿真更加准确，可用于各种数字逻辑系统的设计。灵活运用CPLD高速高可靠性以及可编程性强等特点，可有效地突破传统的电子系统中由来已久的设计瓶颈，使这些系统的性能大幅度捉高[1]。
2 频率计研究概述
2.1频率计概述
数字频率计即DFM-Digital Frequencymeter，也称为数字频率表或电子计数器。它不仅是电子测量和仪器仪表专业领域中测量频率与周期、测量频率比和进行计数、测时的重要仪器，而且比示波器测频更方便、经济得多，特别是现代电子计数器产品和具有多种测量功能的数字式频率计，已广泛应用于计算机系统、通讯广播设备、生产过程自动化测控装置、带有LED、LCD数字显示单元的多种仪器仪表，以及诸多的技术领域 [2] 。数字频率计是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器。它的基本功能是测量正弦信号、方波信号，尖脉冲信号及其他各种单位时间内变化的物理量。频率计的基本原理是用一个频率稳定度高的频率源作为基准时钟，对比测量其他信号的频率，数字频率计是一种应用很广泛的仪器，电子系统非常广泛的应用领域内，到处可见到处理离散信息的数字电路[3]。数字电路制造工业的进步，使得系统设计人员能在更小的空间内实现更多的功能，从而提高系统可靠性和速度。
2.2频率计的国内外发展状况
50年代初期，国外仪器仪表取得了重大突破，数字技术的出现使各种数字仪器得以问世，把模拟仪器的精度、分辨力与测量速度提高了几个量级，为实现测试自动化打下了良好的基点[4]。60年代中期，测量技术又一次取得了进展，计算机的引入，使仪器的功能发生了质的变化，个别电量的测量转变成测量整个系统的待征参数，从单纯的接收、显示转变为控制、分析、处理、计算与显示输出，从用单个仪器进行测量转变成用测量系统进行测量[5]。70年代，计算机技术在仪器仪表中进一步渗透[6]。80年代，由于微处理器被用到仪器中，仪器前面板开始朝键盘化方向发展，过去直观的用于调节时基或幅度的旋转度盘,选择电压电流等量程或功能的滑动开关，通、断开关键已经消失[7]。测量系统的主要模式，是采用机柜形式，全部通过IEEE-488总线送到一个控制品上[8]。90年代，仪器仪表与测量科学进步取得重大的突破性进展。这个进展的主要标志是仪器仪表智能化程度的提高。突出表现在以下几个方面:微电子技术的进步将更深刻地影响仪器仪表的设计: DSP芯片的大量问世，使仪器仪表数字信号处理功能大大加强;微型机的发展，使仪器仪表具有更强的数据处理能力;图像处理功能的增加十分普遍;VXI总线得到广泛的应用。这些仪器仪表的发展也很好的解释了频率计的发展历程[10]。经典的振簧式频率表业已成为电测与仪表技术发展史上用来鉴证测频仪器历史的陈列品;电动式、铁磁电动式结构的指针型频率表只在电力系统具有应用，也日渐被数字式频率计所取代具有分立电子元件的数字式频率计[3]。中国虽然起步较晚，整体技术与功能相对于发达国家还处于相对落后，但在近几年我国在此方面获得了较大的进步。如国产E323A型、E325型和E312型等已发展成为采用大规模集成电路的电子计数式频率计与只能电子计数器 [11]。例如:E312A就是采用大规模集成电路的E312的换代产品，而EE3301 (机内引入MC6800)、EE3366 (采用MC6800，带GP-IB接口，可程控)则为智能型数字频率计 [13]。这些仪器仪表的发展也很好的解释了频率计的发展历程 [14]。经典的振簧式频率表业已成为电测与仪表技术发展史上用来鉴证测频仪器历史的陈列品;电动式、铁磁电动式结构的指针型频率表只在电力系统具有应用，也日渐被数字式频率计所取代[14]。
2.3频率计的前景
传统的数字频率计可以通过普通的硬件电路组合来实现，其开发过程、调试过程十分繁锁，而且由于电子器件之间的互相干扰,影响频率计的精度，也由于其体积较大，已不适应电子设计的发展要求。所以现在的数字频率计一般都使用FPGA，VHDL，单片机等一系列基于各种软硬件或大规模集成电路制作成的数字频率测频计，在大量的产品开发、研制和电子仪表生产与试验工作中多是需要自行设计测频与计数电路的组件单元，有时不必购置贵重的专用测频计数仪器 [15]。数字频率计的发展一直在向更精确， 更方便的方向发展。在大量的产品开发、研制和电子仪表产生与试验工作中，多是需要自行设计测频与计数电路和组件单元，有时不必购置上述贵重的专用测频计数仪器[16]。集成电路的类型很多，从大的方面可以分为模拟电路和数字集成电路2大类。而数字集成电路广泛用于计算机、控制与测量系统，以及其它电子设备中。一般说来，数字系统中运行的电信号，其大小往往并不改变，但在实践分布上却有着严格的要求。数字集成电路作为电子技术最重要的基础产品之一，己广泛地深入到各个应用领域 [17]。
3关于我的设计
以嵌入式为核心的系统，结构简单，方便安装，可靠性高能有效满足我们的要求。采用嵌入式控制器采集CPLD发出的脉冲，并通过蓝牙将实际产生的脉冲频率送至上位机，然后使用Android编写手机APP作为上位机软件，与控制机交互，比较便于控制。
4总结
随着科学技术的发展频率测量在生产以及生活中的重要性行越来越高，也越来越重要。并且由于频率信号实用性强且稳定，而且可以得到相对较高的测量精度，因此频率测量方法的研究也受到越来越多的关注。同时对测频技术要求也越来越高。传统的生产制造业中，频率计被广泛的应用在产线生产测试中，以确保产品质量。在计量实验室中，频率计被用来对各种电子测量设备的本地振荡器进行校准。采用嵌入式与CPLD制作频率计，不仅提高了测量精度，并且可以修改测量范围。
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