现代电子技术综合实验数字频率计设计实验报告Word格式.docx
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clkin
cikoutl
fl
clkout10
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ckouMOO
Q
clkoutlk
□
例如：
实现对一个信号的5分频
10个
elkin
clkout
FlRRRFLFLFLFLFLFLnJL
ifelkin'
eventandclkin='
1'
then
ifent=5then
ent<
=1;
clkout<
=notclkout;
else
=ent+1;
endif;
源程序见附录二•计数器
6为数字,
计数器的功能是对外部输入的被测信号，进行计数。
因为系统要求，显示为所以需要6位的计数器。
因此采用6个10进制计数器级联的方法
counter
-rst
carry_out
0
-elk
countout（3:
0）
-carry_in
单级计数器
couiiter6
级联后的计数器级联，分为同步级联和异步级联两种方式同步级联原理图:
异步级联原理图:
本设计选择的是同步级联
源程序见附录
三•锁存器
锁存器用来实现对6位计数结果，和溢出信号的锁存功能
latch
四•门控电路
门控电路的作用是对计数电路和锁存电路，进行时序控制
Control
£
■e
■a
□BsignalGat巳
Resetlatch
例如:
Signal
（rate
Latch
Reset
五.扫描显示控制电路
扫描显示控制电路的功能是对锁存的结果，进行动态扫描显示。
选用频率1KHz的信号
实现对六位已经锁存的计数结果的扫描输出
multi
f1kbiN©
—diover
led（6O}|
sel（2:
O）j
Ifrec|_vaHueO（30）
freq|_vaIuo1（3:
|freqvaIiue2（3:
|fr®
vaIu（3O）
|froqi^vaIli（3O）
frecj^va|liu6-5（3O）
•seidp
寻日10
se10Q
dpi
dp2
扫描显示控制电路分为以下几部分构成：
1•计数部分：
通过计数器的计数，来产生动态显示数码管的位选信号
2•小数点控制部分：
控制小数点的显示
3•数据选择部分：
根据计数部分产生的位选信号，来选择一组数据输出显示
4•七段译码部分：
将数据选择器输出的数据，进行译码，形成数码管的段选信号
5•消隐部分
实现高位无意义0的消隐各个部分间的链接关系如图:
setselO.
dp,sei00.
dpiII|Clklkhz
"
小数点
:
控制
>
dP
IClklkhz
[]q计数器
►Sel（2:
消隐
hide
三、设计实现
顶层设计
通过原件的声明，和原件的例化，来将各个底层实体，在顶层调用例如：
architecturedigitalfrequency_archofdigitalfrequencyis
componentfenpin
Port（clk:
inSTD_LOGIC;
clkout1:
outSTD_LOGIC;
clkoutlk:
outSTD_LOGIC）;
endcomponent;
begin
u1:
fenpinportmap（clk24m,clk1,clk1k）;
enddigitalfrequency_arch;
管脚分配
NET"
overflow"
LOC=K14;
clk24m"
LOC=T8;
g"
LOC=D7;
ledout<
0>
LOC=A11;
1>
LOC=B12;
2>
LOC=A12;
3>
LOC=C12;
4>
LOC=C13;
5>
LOC=A13;
6>
LOC=B14;
digitalsignal"
LOC=D14;
sel<
LOC=F8;
LOC=D8;
LOC=E7;
point"
LOC=C11;
下载过程
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四、测试结果及结论
测试结果
输入信号为1MHz
数码管显示为999.999KHZ
输入信号为10Hz
数码管显示为0.010KHZ
输入信号为5000Hz
数码管显示为5.000KHz
输入信号为5555Hz
数码管显示为5.555KHz
输入为98429Hz
数码管显示为98.429KHz
实验结论
当输入信号为1MHz时，显示稍有误差，其余量程范围内的信号均能精确显示，该数字频率计性能良好，实验成功！
附录——源程序
1．分频电路
entityfenpinis
clkout1k:
endfenpin;
architectureBehavioraloffenpinissignalfcount1:
integerrange1to500:
=1;
signalfcount1k:
integerrange1to24000:
signalclk1k:
STD_LOGIC:
='
0'
;
signalclk1:
process（clk）
ifclk'
eventandclk='
then
iffcount1k=24000thenfcount1k<
clk1k<
=notclk1k;
elsefcount1k<
=fcount1k+1;
endprocess;
clkout1k<
=clk1k;
process（clk1k）
ifclk1k'
eventandclk1k='
iffcount1=500thenfcount1<
clk1<
=notclk1;
elsefcount1<
=fcount1+1;
clkout1<
=clk1;
endBehavioral;
2.门控电路
entitygatecontrolis
Port（gatein:
gateout:
latch:
reset:
endgatecontrol;
architectureBehavioralofgatecontrolis
signalA:
signalB:
signalC:
beginprocess（gatein）
ifgatein'
eventandgatein='
A<
=notA;
B<
process（gatein,A,B）
ifgatein='
andA='
andB='
C<
elseC<
gateout<
=A;
latch<
=B;
reset<
=C;
3．计数器单级计数器entitycounteris
carry_in:
carry_out:
count_out:
outSTD_LOGIC_VECTOR（3downto0））;
endcounter;
architectureBehavioralofcounterissignalcount:
STD_LOGIC_VECTOR（3downto0）:
="
0000"
beginprocess（clk,carry_in）
beginifreset='
thencount<
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