基于CPLD的簡易數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)
2.2 CPLD模塊原理框圖
由于是一種集成度很高并且可進(jìn)行用戶定制的數(shù)字芯片,因此測試功能都用一塊CPLD芯片來實(shí)現(xiàn)。在硬件電路設(shè)計(jì)時(shí),可先將CPLD的內(nèi)部電路分為控制、計(jì)數(shù)、鎖存及譯碼四個(gè)電路模塊分別進(jìn)行設(shè)計(jì),然后再將這四個(gè)電路模塊有機(jī)地結(jié)合成一個(gè)能完成測頻功能的整體系統(tǒng)。其CPLD模塊原理框圖如圖2所示。本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/190886.htm
2.2.1 控制電路模塊
為實(shí)現(xiàn)控制功能,控制電路模塊需輸出三個(gè)信號:一是允許對被測信號計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)信號CNT-EN;二是將前1 s計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值存入鎖存器的鎖存信號LOAD;三是為下一個(gè)周期計(jì)數(shù)做準(zhǔn)備的計(jì)數(shù)器清零信號RST-CNT。上述三個(gè)信號產(chǎn)生的順序是:先提供計(jì)數(shù)信號,這種信號使計(jì)數(shù)器在1 s內(nèi)計(jì)數(shù),即周期為2 s的信號;接著是提供鎖存信號,這種信號對計(jì)數(shù)值進(jìn)行鎖存,與計(jì)數(shù)信號反向;最后是發(fā)出清零信號,這種信號可對計(jì)數(shù)器清零。計(jì)數(shù)器清零結(jié)束后又可重新計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)進(jìn)入第二個(gè)周期??刂齐娐纺K實(shí)際上是一個(gè)控制器,它需要一個(gè)周期為1 s的信號作為產(chǎn)生并控制控制器輸出的時(shí)基信號CLKK??刂齐娐纺K中各信號符號及端口功能如圖3所示。
2.2.2 計(jì)數(shù)電路模塊
計(jì)數(shù)電路模塊將對被測信號進(jìn)行十進(jìn)制計(jì)數(shù)。它雖然由6個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器組成,但采用CPLD后,設(shè)計(jì)時(shí)只要先制作單個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,然后再將多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的單個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器在CPLD內(nèi)部進(jìn)行連接就可組合成一個(gè)完整的計(jì)數(shù)電路模塊。為實(shí)現(xiàn)其功能,十進(jìn)制計(jì)數(shù)器需要設(shè)置三個(gè)輸入端:即被測信號輸入端CLK、計(jì)數(shù)器狀態(tài)清零端RST和計(jì)數(shù)器工作使能端ENA。
需要設(shè)置四個(gè)輸出端,即OUTY[0],OUTY[1],OUTY[2]和OUTY[3],由這四個(gè)輸出端輸出4位二進(jìn)制代碼來表示十進(jìn)制數(shù)。同時(shí),還需要設(shè)置進(jìn)位輸出端COUNT。需要設(shè)置四個(gè)輸出端,即OUTY[0],OUTY[1],OUTY[2]和OUTY[3],由這四個(gè)輸出端輸出4位二進(jìn)制代碼來表示十進(jìn)制數(shù)。同時(shí),還需要設(shè)置進(jìn)位輸出端COUNT。設(shè)置進(jìn)位輸出端COUNT是因?yàn)閱蝹€(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器只能表示被測信號頻率在個(gè)、十、百、千等位中的一個(gè)數(shù)位的數(shù)據(jù)。被測信號的頻率是從個(gè)位計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)的,被測信號變化一次,個(gè)位計(jì)數(shù)器輸出加1,當(dāng)被測信號變化10次時(shí),個(gè)位計(jì)數(shù)器輸出為0,而十位計(jì)數(shù)器輸出加1,當(dāng)十位計(jì)數(shù)器計(jì)滿10次時(shí),十位計(jì)數(shù)器輸出為0,而百位計(jì)數(shù)器輸出加1,依次類推,直至千位、萬位或更高位。上述十進(jìn)制計(jì)數(shù)器都是滿10進(jìn)1,且進(jìn)位時(shí)計(jì)數(shù)器清零并重新計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)電路模塊中的單個(gè)計(jì)數(shù)器符號及端口功能如圖4所示。
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