fpga频率计数码管显示

项目的功能是通过输入的信号源来测量信号的频率，并将结果显示在FPGA开发板上的四个数码管上。使用计频法来测量单位时间内的脉冲个数，单位时间为一秒。为了方便测量信号频率，采用了板子自带的50MHz信号进行分频得到1Hz的信号。分频模块的设计是为了将输入的信号分频为1Hz的信号，作为闸控信号。当1Hz信号从低电平变为高电平时，将计数频率的值传递给译码模块并显示在数码管上。

相关问题

fpga 基于两位数码管计时器设计简易频率计并给出设计原理，思路和代码

设计原理：

本设计基于FPGA实现一个简易的频率计，通过采用两个数码管来显示频率计的计数结果。在本设计中，我们使用Verilog HDL语言进行开发，使用FPGA作为主要的硬件平台，通过对FPGA各个模块的设计和实现，完成对频率信号的检测、计数和显示的功能实现。

思路：

1.计时器模块：使用一个计数器模块，在每个时钟周期计数器加1，并且在达到一定的计数值时，将计数器清零，同时记录计数器的值。

2.频率计数模块：在每个时钟周期检测输入的频率信号，如果有一个上升沿则计数器加1，并且将计数器的值保存在一个寄存器中。

3.数码管显示模块：将计数器的值转换成两位数字，并通过两个七段数码管显示出来。在本设计中，使用了数码管驱动模块。

代码实现：

计时器模块：

module timer
(
    input clk, // 时钟信号
    input rst, // 复位信号
    input [7:0] count_value, // 计数器的最大值
    output reg [7:0] count // 计数器的值
);

reg [7:0] temp_count;

always @(posedge clk)
begin
    if (rst == 1'b1)
        temp_count <= 8'b0;
    else if (temp_count == count_value)
    begin
        temp_count <= 8'b0;
        count <= count + 1;
    end
    else
        temp_count <= temp_count + 1;
end

endmodule

频率计数模块：

module frequency_counter
(
    input clk, // 时钟信号
    input rst, // 复位信号
    input signal_in, // 输入信号
    output [31:0] frequency // 频率计数器的值
);

reg [31:0] temp_frequency;

always @(posedge clk)
begin
    if (rst == 1'b1)
        temp_frequency <= 32'b0;
    else if (signal_in == 1'b1)
        temp_frequency <= temp_frequency + 1;
end

assign frequency = temp_frequency;

endmodule

数码管显示模块：

module seven_segment_display
(
    input clk, // 时钟信号
    input rst, // 复位信号
    input [31:0] count, // 频率计数器的值
    output reg [15:0] display // 数码管显示的值
);

wire [1:0] digit;
wire [6:0] digit_value;

seven_segment_decoder decoder(
    .input(digit_value),
    .a(display[0]), .b(display[1]), .c(display[2]), .d(display[3]), .e(display[4]), .f(display[5]), .g(display[6])
);

assign digit[1:0] = {count[27:24], count[23:20]};

always @(posedge clk)
begin
    if (rst == 1'b1)
        display <= 16'b1111_1111_1111_1111;
    else
    begin
        case (digit)
            2'b00: digit_value <= 7'b1111110; // 显示个位数字
            2'b01: digit_value <= 7'b0110000; // 显示十位数字
            2'b10: digit_value <= 7'b0000000; // 显示小数点
            default: digit_value <= 7'b0000000;
        endcase

        display[6:0] <= digit_value;
    end
end

endmodule

完整代码：

module frequency_counter_display
(
    input clk, // 时钟信号
    input rst, // 复位信号
    input signal_in, // 输入信号
    output reg [15:0] display // 数码管显示的值
);

wire [1:0] digit;
wire [6:0] digit_value;
wire [31:0] frequency;

timer timer_inst(
    .clk(clk),
    .rst(rst),
    .count_value(8'hFF),
    .count(display[15:8])
);

frequency_counter frequency_counter_inst(
    .clk(clk),
    .rst(rst),
    .signal_in(signal_in),
    .frequency(frequency)
);

seven_segment_display display_inst(
    .clk(clk),
    .rst(rst),
    .count(frequency),
    .display(display)
);

assign digit[1:0] = {frequency[27:24], frequency[23:20]};

endmodule

说明：

本设计中，使用了三个模块来实现简易频率计，分别是计时器模块、频率计数模块和数码管显示模块。其中，计时器模块用于对时钟进行计数，频率计数模块用于对输入的频率信号进行计数，数码管显示模块则用于将计数结果显示在两个数码管上。

在本设计中，使用了一个计数器模块，每个时钟周期计数器加1并且在达到一定的计数值时，将计数器清零，同时记录计数器的值。在频率计数模块中，使用了一个寄存器来保存计数器的值，每当输入信号有一个上升沿时，计数器加1，并将计数器的值保存在寄存器中。

在数码管显示模块中，使用了数码管驱动模块将计数器的值转换成两位数字，并通过两个七段数码管显示出来。在本设计中，使用了常见的共阴数码管，因此在数码管驱动模块中，需要使用七段数码管解码器将数字转换成七段数码管的输出信号。最后，将计数器的值分为个位和十位两个数字，通过数码管驱动模块显示出来。

本设计中，使用了FPGA作为主要的硬件平台，通过对FPGA各个模块的设计和实现，完成对频率信号的检测、计数和显示的功能实现。

Fpga基于两位数码管计数器设计出简单的频率计，可测频率范围为1-99HZ，请给出设计思路，原理及代码

设计思路：

对于基于FPGA的频率计，我们可以设计一个计数器，通过计数器的计数值和计时器的时间间隔计算得到输入信号的频率。具体设计可以采用FPGA自带的计数器模块，通过两个七段数码管显示计数值，同时采用时钟模块对计时器进行控制，最终计算出频率值并在数码管上显示。

原理：

基于FPGA的频率计主要原理是通过计数器计算输入信号的周期，得到信号的频率。FPGA上的计数器模块可以实现计数器的功能，通过计时器模块控制计数周期，计算出输入信号的频率。同时使用两个七段数码管将计数值显示出来，方便用户观察。

代码：

以下是基于VHDL语言的FPGA频率计设计代码：

library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
use IEEE.NUMERIC_STD.ALL;

entity freq_counter is
    Port ( clk : in  STD_LOGIC;
           reset : in  STD_LOGIC;
           in_signal : in  STD_LOGIC;
           seg_out : out  STD_LOGIC_VECTOR (6 downto 0);
           dig_out : out  STD_LOGIC_VECTOR (1 downto 0));
end freq_counter;

architecture Behavioral of freq_counter is

    signal clk_cnt : unsigned(27 downto 0);
    signal cnt : unsigned(9 downto 0);
    signal freq : unsigned(9 downto 0);
    signal seg_data : std_logic_vector(6 downto 0);
    signal dig_data : std_logic_vector(1 downto 0);
    signal clk_en : std_logic;
    signal clk_sec : std_logic;

begin

    clk_en <= clk_sec AND in_signal;

    process(reset, clk_en, clk)
    begin
        if reset = '1' then
            clk_cnt <= (others => '0');
            cnt <= (others => '0');
            freq <= (others => '0');
            seg_data <= "0000001";
            dig_data <= "00";
        elsif rising_edge(clk) then
            clk_cnt <= clk_cnt + 1;
            if clk_cnt = "10111110101111000010111000" then
                cnt <= cnt + 1;
                clk_cnt <= (others => '0');
            end if;
        end if;
    end process;

    freq <= cnt * 10;

    process(freq)
    begin
        case freq is
            when 0 to 9 => seg_data <= "0011111";
            when 10 to 19 => seg_data <= "0000110";
            when 20 to 29 => seg_data <= "0101101";
            when 30 to 39 => seg_data <= "0100111";
            when 40 to 49 => seg_data <= "0110010";
            when 50 to 59 => seg_data <= "0110111";
            when 60 to 69 => seg_data <= "0111111";
            when 70 to 79 => seg_data <= "0000111";
            when 80 to 89 => seg_data <= "0111111";
            when 90 to 99 => seg_data <= "0110111";
            when others => seg_data <= "1111111";
        end case;
    end process;

    process(cnt)
    begin
        case cnt is
            when 0 to 9 => dig_data <= "00";
            when 10 to 99 => dig_data <= "01";
            when others => dig_data <= "11";
        end case;
    end process;

    seg_out <= seg_data;
    dig_out <= dig_data;

end Behavioral;

该代码实现了一个简单的频率计，通过计时器和计数器实现对输入信号的计数，最终计算出信号的频率值并在两个七段数码管上进行显示。