基于FPGA的频率计的程序

本程序基于FPGA实现了一个简单的频率计，它可以测量输入信号的频率，然后输出频率信息并将其显示在七段LED上。

程序流程如下：

1. 配置FPGA时钟和输入端口。

2. 计数器始终从0开始计数，直到输入端口的信号从低电平变为高电平，计数器停止计数并将结果存储在寄存器中。

3. 计数器继续计数直到输入信号从高电平变为低电平，计算出信号的周期，并将周期存储在另一个寄存器中。

4. 根据周期计算出输入信号的频率，并将频率信息转换为BCD码。

5. 将频率信息输出到七段LED上，以显示频率。

以下是程序的主要部分：

module freq_counter(
    input wire clk,     //时钟信号
    input wire reset,   //复位信号
    input wire in,      //输入信号
    output reg [3:0] led //LED输出
);

reg [31:0] cnt;    //计数器
reg [31:0] cnt1;   //第一次计数结果
reg [31:0] cnt2;   //第二次计数结果
reg [31:0] period; //信号周期
reg [31:0] freq;   //信号频率

always @(posedge clk, negedge reset)
begin
    if (~reset) begin
        cnt <= 0;
        cnt1 <= 0;
        cnt2 <= 0;
        period <= 0;
        freq <= 0;
        led <= 4'h0;
    end
    else begin
        cnt <= cnt + 1;
        if (in && ~period) begin
            cnt1 <= cnt;
            period <= cnt1 - cnt2;
            freq <= 500_000_000 / period;
            cnt2 <= cnt1;
            led <= freq_to_led(freq[31:0]);
        end
    end
end

//将频率转换为BCD码
function reg [3:0] freq_to_led;
    input [31:0] freq;
    reg [3:0] bcd;
    begin
        bcd = 0;
        if (freq < 100000) begin
            if (freq < 10000) begin
                if (freq < 1000) begin
                    if (freq < 100) begin
                        if (freq < 10) begin
                            bcd[0] = freq % 10;
                        end else begin
                            bcd[0] = freq % 10;
                            bcd[1] = freq / 10 % 10;
                        end
                    end else begin
                        bcd[0] = freq % 10;
                        bcd[1] = freq / 10 % 10;
                        bcd[2] = freq / 100 % 10;
                    end
                end else begin
                    bcd[0] = freq % 10;
                    bcd[1] = freq / 10 % 10;
                    bcd[2] = freq / 100 % 10;
                    bcd[3] = freq / 1000 % 10;
                end
            end else begin
                bcd[0] = freq % 10;
                bcd[1] = freq / 10 % 10;
                bcd[2] = freq / 100 % 10;
                bcd[3] = freq / 1000 % 10;
            end
        end else begin
            bcd = 4'hF; //超出范围，显示F
        end
        freq_to_led = bcd;
    end
endmodule

注意，这是一个简化版本的频率计程序，它只适用于输入信号的占空比较高的实时环境。在实际应用中，需要考虑到更多的因素，如输入信号的稳定性、噪声、干扰等，并采取更多的措施进行精确测量。