基于vhdl的8位十進(jìn)制頻率計設(shè)計-文庫吧資料
2024-11-15 21:37本頁面
【正文】 計數(shù)器模塊仿真 使能信號 ena 一直為高電平，則 clk 來一個上升沿， cq 計一次數(shù)，計數(shù)范圍為 0 到 9，到 9 后 ,cq 從 0 開始重新計數(shù)，并且 carry_out 輸出一個高電平；當(dāng) clr信號為高電平時， cq 清零，開始重新計數(shù)。 掃描模塊仿真 由上圖可以看出， sel 從 000 開始 循環(huán)計數(shù) 至 111， 當(dāng) clk 上升沿到來時，若sel 為 111，則將 sel 置為 000 重新計數(shù)。 6 綜上，總電路設(shè)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。計數(shù)器模塊用于對輸入信號的脈沖進(jìn)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(jìn)行控制。 它 有一時鐘使能輸入端 ENA，用于鎖定計數(shù)器。 s[3… 0]經(jīng)過譯碼對應(yīng)著一個 32 位的 dout，而 A 到G 分別對應(yīng) dout(0)至 dout(7)。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。 位碼由顯示模塊輸出。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。 sel 為一個 7 進(jìn)制計數(shù)器，當(dāng) sel 為 000 時， daout 對應(yīng) 著輸入 din 的 0 到 3位，當(dāng) sel 為 001 時， daout 對應(yīng)著輸入 din 的 4 到 7 位，以此類推，當(dāng) sel 為 111時， daout 對應(yīng) din 的 28 到 31 位。 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。主要是主從觸發(fā)器組成的。 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。在每一次測量開始時，都必須重新對計數(shù)器清 0。然后將值鎖存，并送到數(shù)碼管顯示出來。 CLR_CNT 信號用于在每次測量開始時，對計數(shù)器進(jìn)行復(fù)位，以清除上次測量的結(jié)果，該復(fù)位信號高電平有效，持續(xù)半個時鐘周期的時間?？刂菩盘柕臉?biāo)準(zhǔn)輸入時鐘為 1HZ,每兩個時鐘周期進(jìn)行一次頻率測量。鎖存器的設(shè)計要求 :若已有 24 位 BCD碼存于此模塊的輸入口 ,在信號 load 的上跳沿后即被鎖存到寄存器 regester 內(nèi)部 ,并 由 regester 的輸出端輸出 , 然后有實驗箱上 7 段譯碼器譯成能在數(shù)碼管上顯示輸出的相應(yīng)數(shù)值。計數(shù)器 t10 的特殊之處是 , 有一時鐘使能輸入端 ena,用于鎖存計數(shù)值。計數(shù)完成后 , 利用 計數(shù) 使能信號 反向值的上跳沿產(chǎn)生一個鎖存信號 load。 其中 控制信號頻率始終為 1Hz,那么信號 en的脈寬正好為 1s,可以用作 計數(shù) 閘門信號。 鎖存信號之后 ,必須有一個清零信號對計數(shù)器進(jìn)行清零 ,為下 1s 的 計數(shù) 操作做準(zhǔn)備。 當(dāng) en 為高電平時允許計數(shù) ,為低電平時停止計數(shù) ,并保持其所計脈沖個數(shù)。若在一定時間間隔 T 內(nèi)測得的這個周期性信號的重復(fù)變化次數(shù) N , 則其頻率可表示為 f = N / T。 頻率計工作原理 頻率計是直接用十進(jìn)制數(shù)字來顯示被測信號頻率的一種測量裝置。 3 頻率計的組成 部分 頻率計主要由 5 個部分組成 : 測頻控制信號發(fā)生器 fctrl、 8 個有時鐘使能的十進(jìn)制計數(shù)器 t 1 個鎖存器 regester3顯示模塊 deled 和控制顯示模塊seltime。采用高集成度、高速的現(xiàn)場可編程門陣列 FPGA 為實現(xiàn)高速、高精度的測頻提供了保證。 方案三：采用等精度頻率測量法，測量精度保持恒定，不隨所測信號的變化而變化。由此可知直接測頻法的測量準(zhǔn)確度與信號的頻率有關(guān)：當(dāng)待測信號頻率較高時，測量準(zhǔn)確度也較高，反之測量準(zhǔn)確度也較低。 1個脈沖誤差。直接測頻法就是在確定的閘門時間內(nèi)，記錄被測信號的脈沖個數(shù)。 1 個脈沖誤差，并且測試精度與計數(shù)器中記錄的數(shù)值有關(guān)，為了保證測試精度，測周期法僅適用于低頻信號的測量。 3. 設(shè)計思路 方案一：采用周期法。 掌握虛擬數(shù)字頻率計的軟件設(shè)計。 理解頻率計的測量原理
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