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目录
一、 课程设计任务： ...................................................................................................... 2 二、 课程设计原理： ...................................................................................................... 2 三、 课程设计所需仪器： ............................................................................................... 2 四、 课程设计使用的硬件资源及原理框图： ................................................................... 2 五、 设计过程及操作： ................................................................................................... 3
1、 FTCTRL测频控制模块： .................................................................................... 3 2、 计数器模块： .................................................................................................... 3 3、 REG32B锁存器模块 .......................................................................................... 3 4、 DECL7S译码器模块 ........................................................................................... 4 5、 分频器模块 ........................................................................................................ 4 6、 MUX多路选择器模块。 .................................................................................... 4 7、 器件连接： ........................................................................................................ 4 8、 操作过程： ........................................................................................................ 4 六、 设计各个模块代码： ............................................................................................... 5
1：FTCTRL模块 ........................................................................................................ 5 2：CNT_10计数器模块 ............................................................................................ 5 3：REG32B锁存器模块 ............................................................................................ 6 4：DECL7S译码器模块 ............................................................................................. 6 5：any_10 10分频器模块 .......................................................................................... 7 6：any_5 5分频器模块 .......................................................................................... 7 7：any_16 16分频模块 ........................................................................................... 8 8：MUX多路选择器模块 ......................................................................................... 9 9：顶层例化代码 ...................................................................................................... 9 七、总电路：.................................................................................................................. 12 八、管脚配置： .............................................................................................................. 13 九、设计结果： .............................................................................................................. 14
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一、课程设计任务： 设计8位十进制频率计
二、课程设计原理：
根据频率的定义和频率测量的基本原理，测定信号的频率必须有一个脉宽为1秒的对输 入信号脉冲计数允许的信号；1秒计数结束后，计数值锁入锁存器的锁存信号和为下一测频 计数周期作准备的计数器清0信号。这清0个信号可以由一个测频控制信号发生器TESTCTL 产生，它的设计要，TESTCTL的计数使能信号CNT_EN能产生一个1秒脉宽的周期信号，并对频率计的每一计数器CNT10的EN使能端进行同步控制。当CNT_EN高电平时，允许计数；低电平时停止计数，并保持其所计的脉冲数。在停止计数期间，首先需要一个锁存信号LOAD 的上跳沿将计数器在前1秒钟的计数值锁存进各锁存器REG4B中，并由外部的7段译码器译出，显示计数值。设置锁存器的好处是，显示的数据稳定，不会由于周期性的清零信号而不断闪烁。锁存信号之后，必须有一清零信号RST_CNT对计数器进行清零，为下1秒钟的计数操作作准备。
三、课程设计所需仪器：
Altrea DE2-115实验箱；quartusII 12.1;modelsim仿真软件。
四、课程设计使用的硬件资源及原理框图： 1、50MHz时钟源两个 2、拨动开关
3、7段数码管/液晶显示屏
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五、设计过程及操作：
1、FTCTRL测频控制模块：
频率计的核心控制部分为FTCTRL，该模块的技术是能信号CNT_EN能产生一个1s脉宽的周期信号（由于实验箱提供的是50MHz的高频信号，所以需要通过分频器获得1s脉宽信号），并对频率计中的计数器的EN使能端进行同步测控。当CNT_EN高电平时允许计数；低电平时停止计数，并保持其所设计的脉冲数。在停止计数期间，首先需要一个锁存信号LOAD的上升沿将计数器在前一秒钟的计数器的计数值锁存进锁存器REG32B中，并由外部的十六进制7段译码器译出，显示计数值。锁存信号后，必须有一清零信号RST_CNT对计数器清零，为下一秒的计数操作做准备。
2、计数器模块：
由于设计要求为8位十进制输出，所以采用的是十进制加法带进位的计数器级联的形式完成计数功能，每个单独的计数器有4位的十进制DOUT（3 DOWNTO 0）输出和一个进位COUT输出,输入的RST复位端、EN使能端和计数信号CLK端。级联时，将被测信号接入第一个各位的CNT_10计数器的CLK端，并且将每上一个的进位端与下一个的计数器CNT_10的计数CLK相连。
3、REG32B锁存器模块
锁存器为32位，包括一个锁存信号LK，32位的输入和输出。
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基于VHDL语言的频率计设计
