基于51单片机和CPLD的数字频率计的设计

　　被测信号脉冲经CHOICE选择后，从控制模块CONTROL1的FX1端输入，基准频率信号从FS端输入，CLR是初始化信号。在进行频率或周期测量时，完成如下步骤:

　　(1)在CLR端加正脉冲信号完成测试电路状态的初始化。

　(2)由预置门控信号将STROBE置高电平，预置门开始定时，此时由被测信号的上沿打开计数器COUNT，同时对基准频率信号和被测信号进行计数。

　　(3)顶置门定时结束信号把STROBE置为低电平(由单片机来完成)，在被测信号的下一个脉冲的上沿到来时，COUNT停止计数。

　　(4)计数结束后，ED1端输出低电平来指示测量计数结束，单片机得到此信号后，即可利用SS0,SS1进行选择，四次分别读回COUNT中基准频率信号和被测信号计数值，并根据上述测量公式进行运算，计算出被测信号的频率或周期值。

　　系统软件设计

　 　本系统的单片机主控及其外围电路模块用Keil C语言编写，软件模块对应于硬件电路的每一个部分，还包括部分数据计算和转换模块。CPLD模块用VHDL语言编写，并在Max+PlusⅡ平台上，完成CPLD的软件设计、编译、调试、仿真和下载。系统初始化后，主程序不断扫描键盘子程序，当其键按下时，程序跳转到相应的子程序执行其功能，然后返回继续 执行键盘扫描主程序。其主程序流程图如图5所示。

　　图5 系统主程序流程

　　试验测试的结果如表1所示。

　　结论

　　本文将智能控制灵活、逻辑运算能力强的单片机和集成度高、运算速度快的CPLD相结合，突破了传统电子系统设计的瓶颈，使设计的系统具有结构紧凑、体积小，可靠性高，测频范围宽、精度高等优点。它可作为独立的仪表使用，也可用做其他仪器仪表的组成部分。