八位數(shù)字頻率計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

,.八位十進(jìn)制數(shù)字頻率計(jì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)（1）熟悉Quatus11軟件的基本使用方法。精品文檔放心下載（2）熟悉EDA實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的使用方法。（3）學(xué)習(xí)時(shí)序電路的設(shè)計(jì)、仿真和硬件設(shè)計(jì)，進(jìn)一步熟悉VHDL設(shè)計(jì)技術(shù)。感謝閱讀（4）分析了8位十進(jìn)制數(shù)字頻率計(jì)的基本原理。（5）對(duì)數(shù)字頻率計(jì)的各個(gè)模塊功能的分析，進(jìn)行了功能仿真測(cè)試，得出仿真波形圖。感謝閱讀二、方案選擇與設(shè)計(jì)數(shù)字頻率計(jì)的基本原理是用一個(gè)頻率穩(wěn)定度高的頻率源作為基準(zhǔn)時(shí)鐘，通常情況下計(jì)算謝謝閱讀每秒內(nèi)待測(cè)信號(hào)的脈沖個(gè)數(shù),此時(shí)我們稱閘門時(shí)間為1秒。閘門時(shí)間也可以大于或小于一秒。感謝閱讀閘門時(shí)間越長(zhǎng)，得到的頻率值就越準(zhǔn)確，但閘門時(shí)間越長(zhǎng)則每測(cè)一次頻率的間隔就越長(zhǎng)。閘感謝閱讀門時(shí)間越短，測(cè)的頻率值刷新就越快,但測(cè)得的頻率精度就受影響。數(shù)字頻率計(jì)的主要功能謝謝閱讀是測(cè)量周期信號(hào)的頻率。頻率是單位時(shí)間（1S）內(nèi)信號(hào)發(fā)生周期變化的次數(shù)。如果我們能精品文檔放心下載在給定的1S時(shí)間內(nèi)對(duì)信號(hào)波形計(jì)數(shù)，并將計(jì)數(shù)結(jié)果顯示出來(lái)，就能讀取被測(cè)信號(hào)的頻率。精品文檔放心下載數(shù)字頻率計(jì)首先必須獲得相對(duì)穩(wěn)定與準(zhǔn)確的時(shí)間，同時(shí)將被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成幅度與波形均能被謝謝閱讀數(shù)字電路識(shí)別的脈沖信號(hào)，然后通過(guò)計(jì)數(shù)器計(jì)算這一段時(shí)間間隔內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù)，將其換算后感謝閱讀顯示出來(lái)。這就是數(shù)字頻率計(jì)的基本原理。設(shè)計(jì)：,.1）脈沖信號(hào)的頻率就是在單位時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的脈沖個(gè)數(shù),其表達(dá)式為,f為被測(cè)信號(hào)的頻精品文檔放心下載率,N為計(jì)數(shù)器所累積的脈沖個(gè)數(shù),T為產(chǎn)生N個(gè)脈沖所需的時(shí)間。所以,在1秒時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)器精品文檔放心下載所記錄的結(jié)果,就是被測(cè)信號(hào)的頻率。2）被測(cè)頻率信號(hào)取自實(shí)驗(yàn)箱晶體振蕩器輸出信號(hào),加到主控室的輸入端。精品文檔放心下載3）再取晶體振蕩器的另一標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)，經(jīng)分頻后產(chǎn)生各種時(shí)基脈沖：1ms，精品文檔放心下載10ms，0.1s，1s等，時(shí)基信號(hào)的選擇可以控制，即量程可以改變。謝謝閱讀4）時(shí)基信號(hào)經(jīng)控制電路產(chǎn)生閘門信號(hào)至主控門，只有在閘門信號(hào)采樣期間內(nèi)（時(shí)基信感謝閱讀號(hào)的一個(gè)周期），輸入信號(hào)才通過(guò)主控門。5）f=N/T，改變時(shí)基信號(hào)的周期T，即可得到不同的測(cè)頻范圍。謝謝閱讀6）當(dāng)主控門關(guān)閉時(shí)，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，顯示器顯示記錄結(jié)果，此時(shí)控制電路輸出一個(gè)置零謝謝閱讀信號(hào)，將計(jì)數(shù)器和所有觸發(fā)器復(fù)位，為新一次采樣做好準(zhǔn)備。精品文檔放心下載系統(tǒng)總體框架圖8位十進(jìn)制數(shù)字頻率計(jì)的電路邏輯圖,.8位十進(jìn)制數(shù)字頻率計(jì)的電路邏輯圖，它由一個(gè)測(cè)頻控制信號(hào)發(fā)生器TESTCTL、8個(gè)有感謝閱讀時(shí)鐘使能的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器CNT10、一個(gè)32位鎖存器REG32B[8]組成。以下分別敘述頻率感謝閱讀計(jì)各邏輯模塊的功能與設(shè)計(jì)方法。8位十進(jìn)制數(shù)字頻率計(jì)的電路邏輯如圖4.18所示。謝謝閱讀圖4.18位十進(jìn)制數(shù)字頻率計(jì)的電路邏輯圖三軟件設(shè)計(jì)與仿真各功能模塊的源程序及每個(gè)程序運(yùn)行后的仿真波形：測(cè)頻控制信號(hào)發(fā)生器的功能模塊及仿真（1）測(cè)頻控制信號(hào)發(fā)生器的功能模塊如下圖所示。,.測(cè)頻控制信號(hào)發(fā)生器的功能模塊圖測(cè)頻控制電路圖（2）源程序如下：LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;感謝閱讀USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;謝謝閱讀ENTITYTESTCTLISPORT(CLK:INSTD_LOGIC;TSTEN:OUTSTD_LOGIC;CLR_CNT:OUTSTD_LOGIC;LOAD:OUTSTD_LOGIC);,.ENDTESTCTL;ARCHITECTUREARTOFTESTCTLIS精品文檔放心下載SIGNALDiv2CLK:STD_LOGIC;BEGINPROCESS(CLK)BEGINIFCLK'EVENTANDCLK='1'THEN謝謝閱讀Div2CLK<=NOTDiv2CLK;ENDIF;ENDPROCESS;PROCESS(CLK,Div2CLK)BEGINIFCLK='0'ANDDiv2CLK='0'THEN精品文檔放心下載CLR_CNT<='0';ELSECLR_CNT<='1';ENDIF;ENDPROCESS;LOAD<=NOTDiv2CLK;TSTEN<=Div2CLK;ENDART;頻率計(jì)的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)頻率控制信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生測(cè)量頻率的控制時(shí)序?？刂茣r(shí)鐘謝謝閱讀,.信號(hào)CLK取為1Hz，2分頻后即可產(chǎn)生一個(gè)脈寬為1秒的時(shí)鐘TSTEN，以此作為計(jì)數(shù)閘門謝謝閱讀信號(hào)。當(dāng)TSTEN為高電平時(shí)，允許計(jì)數(shù)；當(dāng)TSTEN由高電平變?yōu)榈碗娖剑ㄏ陆笛氐絹?lái)）謝謝閱讀時(shí)，應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)鎖存信號(hào)，將計(jì)數(shù)值保存起來(lái)；鎖存數(shù)據(jù)后，還要在下次TSTEN上升沿到謝謝閱讀哦來(lái)之前產(chǎn)生零信號(hào)CLEAR，將計(jì)數(shù)器清零，為下次計(jì)數(shù)作準(zhǔn)備，如下圖所示為測(cè)頻控制感謝閱讀信號(hào)仿真圖。位鎖存器的功能模塊及仿真（1）32位鎖存器的功能模塊下圖所示。鎖存器的功能模塊圖,.鎖存器電路圖（2）源程序如下：LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;感謝閱讀ENTITYREG32BISPORT(LOAD:INSTD_LOGIC;DIN1:INSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);感謝閱讀DIN2:INSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);感謝閱讀DIN3:INSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);精品文檔放心下載DIN4:INSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);感謝閱讀DIN5:INSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);精品文檔放心下載DIN6:INSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);精品文檔放心下載DIN7:INSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);謝謝閱讀DIN8:INSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);謝謝閱讀DOUT1:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);感謝閱讀DOUT2:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);謝謝閱讀DOUT3:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);謝謝閱讀DOUT4:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);謝謝閱讀,.DOUT5:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);謝謝閱讀DOUT6:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);謝謝閱讀DOUT7:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);感謝閱讀DOUT8:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0));精品文檔放心下載ENDREG32B;ARCHITECTUREARTOFREG32BIS謝謝閱讀BEGINPROCESS(LOAD,DIN1,DIN2,DIN3,DIN4,DIN5,DIN6,DIN7,DIN8)謝謝閱讀BEGINIF(LOAD'EVENTANDLOAD='1')THEN感謝閱讀DOUT1<=DIN1;DOUT2<=DIN2;DOUT3<=DIN3;DOUT4<=DIN4;DOUT5<=DIN5;DOUT6<=DIN6;DOUT7<=DIN7;DOUT8<=DIN8;ENDIF;ENDPROCESS;ENDART;,.十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的功能模塊及仿真（1）十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的功能模塊如下圖所示:十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的功能模塊,.計(jì)數(shù)器電路圖（2）源程序如下:LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;精品文檔放心下載USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;感謝閱讀entityCNT10ISPORT(CLK,CLR,ENA:INSTD_LOGIC;謝謝閱讀CQ:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3downto0);精品文檔放心下載CARRY_OUT:OUTSTD_LOGIC);ENDCNT10;ARCHITECTURE behavOFCNT10IS精品文檔放心下載BEGINPROCESS(CLK,CLR,ENA)VARIABLEQ:STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);謝謝閱讀,.BEGINIFCLR='0'THENQ:=(OTHERS=>'0');謝謝閱讀ELSIFCLK'EVENTANDCLK='1'THEN精品文檔放心下載IFENA='1'T