课程设计：eda数字频率计设计

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1、目录引言11设计功能与要求11.1频率计功能说明11.2设计要求22设计步骤与过程22.1整体电路设计32.2各单元电路设计42.2.1DELED模块42.2.2CNT10模块42.2.3TESTPL模块52.2.4REG32B模块52.2.5SELTIME模块62.3各模块仿真波形及分析62.4管脚锁定83设计体会和总结83.1体会与总结83.2.1体会83.2.2总结93.2改进意见104实验箱调试现象10参考文献14附录：VHDL描述15DELED模块15CNT10模块16TESTPL模块17REG32B模块18SELTIME模块19数字频率计引言EDA技术即电子设计自动化技术，它

2、是以可编程逻辑器件（PLD）为载体，以硬件描述语言（VHDL）为主要的描述方式，以EDA软件为主要的开发软件的电子设计过程。它主要采用“自顶向下”的设计方法，设计流程主要包括：设计输入、综合、仿真、适配、下载。《EDA课程设计》（注：EDA即电子设计自动化，ElectronicsDesignAutomation）是电子技术基础的一部分，随着可编程器件技术的发展，EDA技术已广泛用于电子系统设计开发中，EDA技术已经成为电子信息类专业人员必须掌握的一门技术。VHDL是一种硬件描述语言，它可以对电子电路和系统的行为进行描述，结合相关的软件工具，可以得到所期望的实际电路与系统。使用VHDL语言

3、描述的电路，可以进行综合和仿真。然而，值得注意的是，尽管所有VHDL代码都是可仿真的，但并不是所有代码都能综合。在数字电路中，数字频率计属于时序电路，它主要由具有记忆功能的触发器构成。在计算机及各种数字仪表中，都得到了广泛的应用。在CMOS电路系列产品中，数字频率计是用量最大、品种很多的产品，是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器，并且与许多参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此，频率的测量就显得更为重要。1设计功能与要求1.1频率计功能说明设计一个能测量方波信号频率的频率计，测量结果用十进制显示，测量的频率范围是1-100KHz，分成两个频段，即1-99

4、9Hz，1KHz-100KHz，用三位数码管显示测量频率。用LED显示表示单位，如亮绿灯表示Hz，亮红灯表示KHz。具有自动校验和测量两种功能，即能用标准时钟校验测量精度。具有超量程报警功能，在超出目前量程档的测量范围时，发出灯光示警。1.2设计要求19数字频率计用三位数码管显示六位测量频率，拨位开关置“0”，显示低三位，置“1”，表示高三位。用LED显示表示单位，灯灭表示Hz，灯亮表示KHz。具有自动校验和测量两种功能，即能用标准时钟校验测量精度。具有超量程报警功能，在超出目前量程档的测量范围时，发出灯光示警。图1-1频率计系统框图2设计步骤与过程它主要由5个模块组成：脉冲发生器电路、

5、测频控制信号发生器电路、计数模块电路、锁存器和译码驱动电路。当系统正常工作时，脉冲发生器提供标准1Hz的输入信号，经过测频控制信号发生器进行信号的变换，产生计数信号。测量信号时，将被测信号通过信号整形电路，产生同频率的矩形波，送入计数模块。计数模块对输入的矩形波进行计数，将计数结果送入锁存器中，保证系统可以稳定显示数据，显示译码驱动电路将二进制表示的计数结果转换成相应的能够在七段数码显示管上可以显示的十进制结果。在数码显示管上可以看到计数结果。设置数码管显示控制开关，用三位数码管显示六位测量频率，拨位开关置“0”，显示低三位，置“1”，表示高三位。用LED显示表示单位，灯灭表示Hz，灯亮

6、表示KHz。2.1整体电路设计19数字频率计图2-1数字频率计原理图总体框图说明：频率测量的基本原理是计算每秒钟内待测信号的脉冲个数。Testpl的计数使能信号tsten能产生一个1秒脉冲宽的周期信号，并对频率计的每一计数器cnt10的使能ena进行同步控制。当tsten高电平时，允许计数；为低电平时停止计数，并保持其计数结果。在停止计数期间，首先需要一个锁存器load的上跳沿将计数器前一秒的计数值锁存进锁存器REG32B中。由clr_cnt来控制计数器的清零端在每个时钟的上升沿，锁存器reg32b,将指令din[23..0]逻辑左移相应位后输出。在停止计数期间，首先需要一个锁存器loa

7、d的上跳沿将计数器前一秒的计数值锁存进锁存器REG32B中，在rst为高电平时锁存器无效，当rst为低电平时开始进行锁存。由指令din[23..0]逻辑左移相应位后由dout[23..0]输出到seltime。当k为低电平时控制数码管使其显示待测信号的低三位，当K为高电平时控制数码管使其显示待测信号高三位。把已经经过锁存器的输出信号送到s[23..0]端口。daout[3..0]输出端连接DELED模块，SEL[2..0]连接试验箱