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《基于VHDL語言的頻率計設(shè)計.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、目錄一、課程設(shè)計任務(wù)：2二、課程設(shè)計原理：2三、課程設(shè)計所需儀器：2四、課程設(shè)計使用的硬件資源及原理框圖：2五、設(shè)計過程及操作：31、FTCTRL測頻控制模塊：32、計數(shù)器模塊：33、REG32B鎖存器模塊34、DECL7S譯碼器模塊45、分頻器模塊46、MUX多路選擇器模塊。47、器件連接：48、操作過程：4六、設(shè)計各個模塊代碼：51：FTCTRL模塊52：CNT_10計數(shù)器模塊53：REG32B鎖存器模塊64：DECL7S譯碼器模塊65：any_1010分頻器模塊76：any_55分頻器模塊77：any_1616分頻模塊88：M
2、UX多路選擇器模塊99：頂層例化代碼9七、總電路：12八、管腳配置：13九、設(shè)計結(jié)果：14一、15一、課程設(shè)計任務(wù)：設(shè)計8位十進(jìn)制頻率計二、課程設(shè)計原理：根據(jù)頻率的定義和頻率測量的基本原理，測定信號的頻率必須有一個脈寬為1秒的對輸入信號脈沖計數(shù)允許的信號；1秒計數(shù)結(jié)束后，計數(shù)值鎖入鎖存器的鎖存信號和為下一測頻計數(shù)周期作準(zhǔn)備的計數(shù)器清0信號。這清0個信號可以由一個測頻控制信號發(fā)生器TESTCTL產(chǎn)生，它的設(shè)計要求是，TESTCTL的計數(shù)使能信號CNT_EN能產(chǎn)生一個1秒脈寬的周期信號，并對頻率計的每一計數(shù)器CNT10的EN使能端進(jìn)行同
3、步控制。當(dāng)CNT_EN高電平時，允許計數(shù)；低電平時停止計數(shù)，并保持其所計的脈沖數(shù)。在停止計數(shù)期間，首先需要一個鎖存信號LOAD的上跳沿將計數(shù)器在前1秒鐘的計數(shù)值鎖存進(jìn)各鎖存器REG4B中，并由外部的7段譯碼器譯出，顯示計數(shù)值。設(shè)置鎖存器的好處是，顯示的數(shù)據(jù)穩(wěn)定，不會由于周期性的清零信號而不斷閃爍。鎖存信號之后，必須有一清零信號RST_CNT對計數(shù)器進(jìn)行清零，為下1秒鐘的計數(shù)操作作準(zhǔn)備。三、課程設(shè)計所需儀器：AltreaDE2-115實驗箱；quartusII12.1;modelsim仿真軟件。四、課程設(shè)計使用的硬件資源及原理框圖：1
4、、50MHz時鐘源兩個2、撥動開關(guān)3、7段數(shù)碼管/液晶顯示屏15一、設(shè)計過程及操作：1、FTCTRL測頻控制模塊：頻率計的核心控制部分為FTCTRL，該模塊的技術(shù)是能信號CNT_EN能產(chǎn)生一個1s脈寬的周期信號（由于實驗箱提供的是50MHz的高頻信號，所以需要通過分頻器獲得1s脈寬信號），并對頻率計中的計數(shù)器的EN使能端進(jìn)行同步測控。當(dāng)CNT_EN高電平時允許計數(shù)；低電平時停止計數(shù)，并保持其所設(shè)計的脈沖數(shù)。在停止計數(shù)期間，首先需要一個鎖存信號LOAD的上升沿將計數(shù)器在前一秒鐘的計數(shù)器的計數(shù)值鎖存進(jìn)鎖存器REG32B中，并由外部的十六
5、進(jìn)制7段譯碼器譯出，顯示計數(shù)值。鎖存信號后，必須有一清零信號RST_CNT對計數(shù)器清零，為下一秒的計數(shù)操作做準(zhǔn)備。2、計數(shù)器模塊：由于設(shè)計要求為8位十進(jìn)制輸出，所以采用的是十進(jìn)制加法帶進(jìn)位的計數(shù)器級聯(lián)的形式完成計數(shù)功能，每個單獨的計數(shù)器有4位的十進(jìn)制DOUT（3DOWNTO0）輸出和一個進(jìn)位COUT輸出,輸入的RST復(fù)位端、EN使能端和計數(shù)信號CLK端。級聯(lián)時，將被測信號接入第一個各位的CNT_10計數(shù)器的CLK端，并且將每上一個的進(jìn)位端與下一個的計數(shù)器CNT_10的計數(shù)CLK相連。3、REG32B鎖存器模塊鎖存器為32位，包括一個
6、鎖存信號LK，32位的輸入和輸出。154、DECL7S譯碼器模塊因為每個計數(shù)器輸出的是二進(jìn)制數(shù)，所以轉(zhuǎn)化到七段數(shù)碼管上需要通過4-7譯碼器譯碼。實驗箱的數(shù)碼管為共陽極。需要8個數(shù)碼管同時顯示，所以需要8個譯碼器。5、分頻器模塊由于實驗箱只提供50MHz的信號，所以需要分頻得到1Hz的信號以及不同的頻率進(jìn)行測試，所以需要分頻器。本設(shè)計分頻器采用的是5分頻器any_5、10分頻器any_10和16分頻器any_16。6、MUX多路選擇器模塊。由于實驗箱提供的信號源有限，所以要進(jìn)行測試，必須使用多路選擇器來進(jìn)行對不同的分頻信號進(jìn)行測試來驗
7、證頻率計的功能是否完成。本次設(shè)計采用的是4選1多路選擇器。7、器件連接：以上各部份器件已經(jīng)完善。需要將這些器件連接起來完成最終的設(shè)計，所以本次設(shè)計采取了元件例化，用例化語句將各個器件連接起來。頂層文件見代碼段。8、操作過程：A建立項目B選擇器件：器件系列(DeviceFamily)CycloneIVE器件型號(AvailableDevices)EP4CE115F29C7C建立設(shè)計文檔，newvhdlfile，并編輯保存。D點擊按鍵欄（或Processing菜單中）的Startcompilation進(jìn)行編譯E編譯正確完成后，點擊按鍵欄
8、（或Assignments菜單中）的PinPlanner進(jìn)行引腳鎖定F雙擊Location欄，在下拉菜單中選擇需要鎖定的引腳（EP4C115F芯片引腳分布詳見附錄）G再次編譯項目H連接實驗箱I程序下載點擊按鍵欄（或Tools菜單）的P
