vhdl语言与eda课程设计-数字频率计

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1、湖南人文科技学院课程设计报告课程名称：VHDL语言与EDA课程设计设计题目：数字频率计系别：通信与控制工程系专业：电子信息工程班级：08级电信二班学生姓名:学号:起止日期:11年6月13日~11年6月23日指导教师:教研室主任：3指导教师评语：指导教师签名：年月日成绩评定项目权重成绩周杰卢欧1、设计过程中出勤、学习态度等方面0.22、课程设计质量与答辩0.53、设计报告书写及图纸规范程度0.3总成绩教研室审核意见：教研室主任签字：年月日教学系审核意见：主任签字：年月日摘要数字频率计是直接用十进制数字来显示被测信号频率的一种测量装置，是计算机，通讯设备

2、、音频设音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。本次课程设计设计以EDA工具作为开发手段，运用VHDL语言，将使整个系统大大简化，提高整体的性能和可靠性。EDA（ElectronicDesignAutomation）即电子设计自动化。EDA技术指的是以计算机硬件和系统软件为基本工作平台，以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统设计的主要表达方式，自动完成集成电子系统设计的一门新技术。本设计用VHDL在CPLD器件上实现一种8位十进制数字频率计测频系统，能够用十进制数码显示被测信号的频率，能够测量正弦波、方波和三角波等信号的频率，具有体

3、积小、可靠性高、功耗低的特点，设计出的频率计能够准确的测出输入信号的频率，最后通过系统仿真，下载、验证和调试运行，实现了一个性能良好的8位数字频率计初步实现了设计目标。其基本原理是使用一个频率稳定性高的频率作为基准，对比测量其他信号的频率，即计算每秒钟内待测信号的脉冲个数。该数字频率计可以在不更改硬件电路的基础上，对系统进行各种改进还可以进一步提高系统的性能，而且整个系统非常精简，具有高速、精确、可靠、抗干扰性强和现场可编程等优点，实用性极高。本文详细描述了数字频率计的设计流程及正确实现。关键词：数字频率计；EDA；VHDL；QuartusⅡ目录设计

4、要求11、方案论证与对比11.1方案对比11.2方案选择22.总体模块设计23.单元模块设计33.1顶层模块设计33.2测频控制模块43.3十进位计数模块53.4测频锁存模块74.系统仿真85.硬件下载测试96.总结与致谢10参考文献11附录12数字频率计设计要求1．能够显示的频率为8位10进制；2．测量的波形的电压最大值小于5V；3．能测量正弦波、三角波、方波或其他周期性波形的频率；3．用数码管显示测试的结果。1、方案论证与对比1.1方案对比方案一：使用ATMEL公司的AT89C51实现一基于单片机的设计，用单片机定时器和计数器来实现对频率的测量，

5、直接用十进制数字显示被测信号频率的一种测量装置。它以用测量频率的方法对TTL方波频率进行自动测量，使用该单片作为控制器件使被测频率信号通过信号处理电路，闸门时间与被测信号与非处理，产生信号脉冲，经过分频电路，然后送入单片机进行运算和处理，单片机将处理的数据通过显示器显示。其方案方案设计框图如图1所示：整形电路计数器寄存器显示器同步检测自动换挡量程选择分频器时钟图1整体方案设计图14方案二：基于EDA技术和VHDL语言为程序设计语言在器件上实现数字频率计测频系统，其基本原理是使用一个频率稳定性高的频率作为基准，对比测量其他信号的频率，即计算每秒钟内待测

6、信号的脉冲个数。该数字频率计可以在不更改硬件电路的基础上，对系统进行各种改进还可以进一步提高系统的性能，然后用8位十进制数码显示被测信号的频率，设计出的频率计能够准确的测出输入信号的频率，最后通过系统仿真，下载、验证和调试运行，实现了一个性能良好的8位数字频率计设计目标。其基本框图如图2所示：译码驱动电路锁存器信号整形电路数码显示计数器脉冲发生器测频控制信号发生器图2数字频率计原理框图1.2方案选择单片机与EDA技术相比，EDA以计算机硬件和系统软件为基本工作平台，以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统设计的主要表达方式，自动完成集成

7、电子系统设计的一门新技术[1]。其基本原理是使用一个频率稳定性高的频率作为基准，对比测量其他信号的频率，即计算每秒钟内待测信号的脉冲个数。该数字频率计可以在不更改硬件电路的基础上，对系统进行各种改进还可以进一步提高系统的性能，而且整个系统非常精简，具有高速、精确、可靠、抗干扰性强和现场可编程等优点，实用性极高。本设计就是采用vhdl语言和EDA技术的设计流程来正确实现频率计的设计。VHDL语言具有很强大的电路描述和建模能力，能从多个层次对数字系统进行建模和描述，从而大大简化了硬件设计任务，提高了设计效率和可靠性。VHDL支持各种模式的设计方法：自顶向

8、下与自底向上或混合方法。用VHDL进行电子系统设计的一个很大的优点是设计者可以专心致力于其功能的实现，所以选