基于单片机和FPGA的多功能计数器的设计

基于单片机和FPGA的多功能计数器的设计

3．2 过零比较电路

　　输入信号送入LM311进行滞回比较，可较好消除边缘毛刺，实现低频信号整形。 TL3116是高频比较器，输入信号送入TL3116滞回比较，获得较为理想的高频方波整形信号。故测频时分两段设计整形电路，整形电路将输入的周期信号整形成同频的方波输入FPGA进行测频。图3为LM311滞回比较电路，TL3116外同电路与其相同。

　　4 系统软件设计

　　该系统软件设计分为测频和测相两部分。测频时信号经峰值检波，A／D采样后送入FPGA，选择模拟开关对不同幅度段的信号进行程控放大。放大后的信号分别经两路比较器整形，然后送往FPGA内分别计数，高频时采用经高频比较器整形后的计数值，低频时采用经低频比较器整形后的计数值，准确测得信号频率。测相则直接将经低频比较器整形后的信号送入FPGA计数可得。程序流程如图4所示。

　　5 结束语

　　正弦信号的频率、周期和相位差测量的多功能计数器实现了对频率1Hz～10 MHz、幅度0．01～5 Vrms的正弦信号精确测频。其精度达到10-6Hz。同时，该计数器设计也实现频率10 Hz～100 kHz、幅度0．5～5 Vrms的正弦信号精确测相，准确度达到1°，并且能在液晶显示器实时显示当前信号的频率、周期和相位差。该系统操作简单，模块化程度高，精度高，显示界面友好，具有较强的可行性和实用性，具有良好的市场前景。