數(shù)字頻率計——eda課程設(shè)計說明(編輯修改稿)
2025-05-09 06:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 程序仿真前輸入信號qi值分別設(shè)置了9999，8649，4561三個值，并設(shè)置兩個rst的正脈沖。由上圖中可以看到，其中當(dāng)qi為9999時，由于復(fù)位信號rst為高電平，所以所有四個輸出信號值皆為0，當(dāng)qi值為8649時，復(fù)位rst為0，所以dddd4分別為8，6，4，9四個值。同樣，當(dāng)qi值為4561時，四位BCD，碼顯示4，5，6，1，其中當(dāng)rst出現(xiàn)一個正脈沖時，d1，d2，d3，d4再次置零，當(dāng)rst恢復(fù)低電平時，繼續(xù)顯示4，5，6，1。、 頂層文件 頂層文件介紹及仿真該程序分為五個部分，分別實現(xiàn)預(yù)定的功能，然后通過元件例化的方式，組合在一起，編寫頂層文件，組合在一起，形成整個系統(tǒng)，各功能相互配合以實現(xiàn)簡易頻率計的設(shè)計，封裝圖如圖211所示：圖211 頂層文件封裝圖頂層文件程序中設(shè)置一系列的信號，將五個部分的程序輸入輸出信號相對應(yīng)的連接起來，并與整個系統(tǒng)的封裝引腳相對應(yīng)。，然后進(jìn)行編譯，仿真。系統(tǒng)基本原理，其生成的原理框圖和系統(tǒng)的封裝圖在第一部分已有介紹，這里不再贅述。圖212為頂層文件仿真圖。由于仿真所限，此處并未按實際需要進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。頂層文件程序仿真前，預(yù)測試方波頻率值設(shè)定為100MHz，由圖中可已看出，此時頻率計使用k3檔進(jìn)行測試，所得到的數(shù)據(jù)為16，該數(shù)據(jù)再乘以100得到的最后值1600才為仿真欲要得到的數(shù)據(jù)。以此比例，系統(tǒng)時鐘和預(yù)測試方波頻率都縮小62500倍，則此時系統(tǒng)時鐘頻率將為8Hz，預(yù)測試方波頻率為1600Hz，由于按照相同比例變化，所得結(jié)果不變，即測試所得數(shù)據(jù)1600為方波的頻率值。仿真時設(shè)定了復(fù)位參數(shù)，由圖中可看出當(dāng)復(fù)位信號rst為高電平時，所有的輸出都會置零或變?yōu)榈碗娖?，可實現(xiàn)總體復(fù)位功能。該系統(tǒng)含有對于預(yù)測試頻率超量程的標(biāo)志，如下圖213所示。圖212 頂層文件程序仿真圖圖213 測量超量程仿真由于頻率計設(shè)計包括了四個檔位，其中乘1檔測試頻率范圍為1Hz～9999Hz，乘10檔測試頻率范圍為10Hz～99990Hz，乘100檔測試頻率范圍為100Hz～999900Hz，乘1000檔測試頻率范圍為1000Hz～9999000Hz，所以相對應(yīng)的檔位，預(yù)測試的頻率一旦超過量程就會出現(xiàn)錯誤顯示。這里已乘1檔為例，仿真參數(shù)中k1為高電平，預(yù)測方波頻率設(shè)定為100MHz，則需程序中計數(shù)器計到16000，超過范圍，所示輸出信號g5會出現(xiàn)正脈沖信號，若硬件鎖定在一個LED燈引腳，則會不斷亮滅閃爍，以表示超量程，此時數(shù)碼管數(shù)據(jù)錯誤。 簡易頻率計硬件顯示頂層文件編譯仿真完成后要對頂層文件程序中各個輸入輸出信號進(jìn)行引腳鎖定，值得說明的是，硬件試驗箱選用模式5方式，其中數(shù)碼管自帶譯碼功能。系統(tǒng)時鐘引腳應(yīng)鎖定為左側(cè)clk2引腳（54），預(yù)測方波fb鎖定右側(cè)clk1引腳（126）。具體引腳鎖定如下圖214中所示。圖214 引腳鎖定圖鎖定引腳完成后，對程序再次進(jìn)行編譯，然后下載到硬件中，通過硬件操作，測試簡易頻率計的各項功能，包括1Hz～10MHz頻率測試，數(shù)據(jù)在四個數(shù)碼管上的顯示，頻率計檔位切換，復(fù)位功能，超量程標(biāo)志等。3 總結(jié)本次EDA課程設(shè)計題目為簡易數(shù)字頻率計設(shè)計，實現(xiàn)對于1Hz～10MHz頻率范圍的方波頻率進(jìn)行測量，并在四位數(shù)碼管上顯示。該頻率計包括四個檔位，具有記憶功能，擁有一個整體的復(fù)位控制。此次課設(shè)需要用硬件描述語言（VHDL）編寫程序，并在Quartus II軟件平臺上進(jìn)行程序的編譯和仿真，鎖定引腳并下載到可編程邏輯器件（試驗箱）中，進(jìn)行硬件的測試。此次EDA課程設(shè)計歷時兩周時間，兩人一組合作進(jìn)行簡易數(shù)字頻率計系統(tǒng)的設(shè)計。程序的編寫我們采用元件例化的形式，經(jīng)過思考和相互間的分析討論，將整個系統(tǒng)劃分五個功能模塊，彼此配合進(jìn)行五個功能模塊設(shè)計和程序的編寫。其間，我們亦遇到許多問題，諸如整個系統(tǒng)核心模塊計數(shù)過程的實現(xiàn)，時鐘頻率的設(shè)定，將整形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成BCD碼顯示的算法等等。經(jīng)歷兩周時間的不懈努力和隊友之間愈加默契的配合，我們終于完成預(yù)定的目的，完成整個簡易數(shù)字頻率計的設(shè)計。雖然其中遇到很多困難，很多問題，但在我們兩人相互支持和鼓勵想下，都能夠得以順利的找到解決辦法或者改進(jìn)的方法，并在合作中相互提高，彼此進(jìn)步，在困難在中體會到合作的樂趣。EDA技術(shù)對于我們電子信息工程專業(yè)的學(xué)生來說是一本很重要的專業(yè)技術(shù)課程，EDA技術(shù)極大地提高了電路設(shè)計的效率和可操作性，減輕了設(shè)計者的勞動強度，是一門實際應(yīng)用很廣泛的技術(shù)?，F(xiàn)在對EDA的概念或范疇用得很寬。包括在機械、電子、通信、航空航天、化工、礦產(chǎn)、生物、醫(yī)學(xué)、軍事等各個領(lǐng)域，都有EDA的應(yīng)用。目前EDA技術(shù)已在各大公司、企事業(yè)單位和科研教學(xué)部門廣泛使用。例如在飛機制造過程中，從設(shè)計、性能測試及特性分析直到飛行模擬，都可能涉及到EDA技術(shù)。所以，EDA課程的學(xué)習(xí)對于我們自身素質(zhì)和能力的提高有十分重要的積極作用，應(yīng)該很認(rèn)真的學(xué)習(xí)。參考文獻(xiàn)[1] ：西安電子科技大學(xué)出版社,2001[2] ?實驗?：華中科技大學(xué)出版社,2000[3] ：河海大學(xué)出版社,2005[4] ,科學(xué)出版社,2004[5] ：東南大學(xué)出版社,2006[6] 趙明富,北京大學(xué)出版
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1