为了解决现有单一的频率测量模式,本系统设计一个具有多模式下工作的频率测量系统,分别实现手动和全自动模式频率测量。在手动测量中可以根据所需选择测量频率的模式,普通计数模式,多周期同步模式,全同步模式；全自动测量中,先对待测信号进行粗测,根据待测信号的频率范围自动选择测量频率的模式,实现测周模式,多周期同步模式,全同步模式。在此多模式下工作的频率测量系统中,FPGA是核心的功能模块,其内部集成了脉冲计数模块和作为控制模块的Nios II软核处理器等模块,对0.1Hz～10MHz的脉冲信号进行测量,并通过液晶和Visual C++6.0编写的计算机界面上实时显示。本文首先介绍了课题的研究背景,目的和意义,并阐述了FPGA设计流程,软核处理器Nios Ⅱ的开发环境过程,同时叙述了本系统理论原理和实施方案,对本方案的可行性进行论述。本系统主要分为硬件和软件设计,在硬件中以FPGA芯片为载体,作为计数和逻辑控制中心,在Quartus Ⅱ9.0软件环境中,用Verilog HDL语言编写各个测量模式的计数控制模块,并对每个模块进行仿真。在软件中,Nios Ⅱ软核处理器作为系统控制核心,在SOPC Builder为平台定制软核处理器,并采用API函数编写定时器,读数,数据处理,串口,液晶显示等子程序,能够进行数据处理,显示,数据发送；在上位机中,在VisualC++6.0集成开发环境下,编写应用程序,实时接收下位机数据,并处理数据,动态显示并以文档形式保存。此外对测频系统进行调试,分析测量数据及存在误差,以及各个测量模式间的误差比较,优越性的对比。实验数据表明,本测量系统能在手动和全自动中完成测量要求,精度高,测量范围广。