基于vhdl的8位十進制頻率計設計(編輯修改稿)
2024-12-13 21:37 本頁面
【文章內容簡介】 。 CLR_CNT 信號用于在每次測量開始時，對計數(shù)器進行復位，以清除上次測量的結果，該復位信號高電平有效，持續(xù)半個時鐘周期的時間。 EN 為計數(shù)允許信號，在 EN 信號的上升沿時刻計數(shù)模塊開始對輸入信號的頻率 進行測量，測量時間恰為一個時鐘周期 (正好為單位時間 1s)，在此時間里被測信號的脈沖數(shù)進行計數(shù)，即為信號的頻率。然后將值鎖存，并送到數(shù)碼管顯示出來。設置鎖存器的好處是使顯示的數(shù)據(jù)穩(wěn)定，不會由于周期性的清零信號而不斷閃爍。在每一次測量開始時，都必須重新對計數(shù)器清 0。 測頻控制產(chǎn)生器如 下 圖 所示， 圖中 1HZDE CLK1 接 CNT,EN 為計數(shù)允許信號，接計數(shù)器 CNT10 的 ENA(此圖未畫出 )， CLR_CNT 信號用于在每次測量開始時，對計數(shù)器進行復位，接計數(shù)器 CNT10 的 CLR， LOAD 接鎖存器的 LOAD(此圖未畫出 )。 ② 鎖存器模塊 測量模塊測量完成后，在 load 信號的上升沿時刻將測量值鎖存到寄存器中，然后輸出到顯示模塊。鎖存器是起數(shù)據(jù)保持的作用，它將會把數(shù)據(jù)保存到下次觸發(fā)或復位。主要是主從觸發(fā)器組成的。用于存儲數(shù)據(jù)來進行交換，使數(shù)據(jù)穩(wěn)定下來保持一段時間不變化，直到新的數(shù)據(jù)將其替換。 鎖存器 REGESTER 的封裝如下圖所示，圖中 load 接控制測頻產(chǎn)生器 FTRL的 load，而 DIN[31..0]接計數(shù)器 CNT10 的 CQ[3..0]， DOUT[31..0]接顯示器 seltime模塊 的 DIN[31..0]端。 ③ 掃描模塊 首先掃描模塊接一個 clk 時鐘，頻率為 32768HZ， DIN[31…0] 接 REGESTER的 DOUT[31…0] ， SEL[2…0] 鎖存到 74LS138 譯碼器的三個引腳， 以便于讓數(shù)碼管顯示， daout[3…0] 接 deled 的 s[3…0] 端。 sel 為一個 7 進制計數(shù)器，當 sel 為 000 時， daout 對應 著輸入 din 的 0 到 3位，當 sel 為 001 時， daout 對應著輸入 din 的 4 到 7 位，以此類推，當 sel 為 111時， daout 對應 din 的 28 到 31 位。 5 seltime 模塊如下圖所示 sel 接線如右圖所示 ④ 顯示模塊 LED 有段碼和位碼之分，所謂段碼就是讓 LED 顯示出八位數(shù)據(jù)，一般情況下要通過一個譯碼電路，將輸入的 4 位 2 進制數(shù)轉換為與 LED 顯示對應的 8 位段碼。位碼也就是 LED 的顯示使能端，對于共陰級的 LED 而言，低電平使能。 在本設計中 位碼由掃描模塊的 sel 接至 74ls138 進行譯碼 。 位碼由顯示模塊輸出。 例如：要讓 8 個 LED 同時工作顯示數(shù)據(jù)，就是要不停的循環(huán)掃描每一個LED，并在使能每一個 LED 的同時，輸入所需顯示的數(shù)據(jù)對應的 8 位段碼。雖然 8 個 LED 是依次顯示，但是受視覺分辨率的 影響，看到的現(xiàn)象是 8 個 LED 同時工作。 Deled 模塊 如下 圖 所示。 s[3… 0]經(jīng)過譯碼對應著一個 32 位的 dout，而 A 到G 分別對應 dout(0)至 dout(7)。 ⑤ 十進制 計數(shù) 器 模塊 計數(shù)器模塊是由 8 個帶有異步清零端，進位信號輸出的模為 10 的計數(shù)模塊級連而成。 它 有一時鐘使能輸入端 ENA，用于鎖定計數(shù)器。當高電平計數(shù)允許，低電 平時計數(shù)禁止。計數(shù)器模塊用于對輸入信號的脈沖進行計數(shù)，該模塊 有計數(shù)允許、異步清零等端口，以便于控制模塊對其進行控制。 CNT10 如下圖所示 ，其中 CLR 為復位接 FCTRL 的 CLR_CNT 端， ENA 接FCTRL 的 EN 端， CQ[3..0]接鎖存器的 DOUT[31..0]端。 6 綜上，總電路設計圖如下所示： 7 仿真 控制模塊仿真 由圖可以看出 CLK 為一個 1HZ 的時鐘信號， EN 為 CLK 的二分頻， LOAD為 EN 的非， CLR_CNT 在 CLK 和 EN 都為低電平時，為高電平。 寄存器模塊仿真 由 上 圖 可以看出，當 RST 為高電平時， 32 位輸出 DOUT 立即全部置零，當RST 為低電平時，在 LOAD 信號有上升沿時， DIN 將值賦給 DOUT。 掃描模塊仿真 由上
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