VHDL实现八位频率计:Quartus II设计与测试

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"EDA设计-八位频率计设计" 这篇资源是关于使用EDA技术设计一个8位频率计的报告,作者是王晨和苏洋。报告详细介绍了设计过程,包括实验目的、原理、源代码以及实际测试。设计是用VHDL语言实现,通过Quartus II 6.0集成开发环境进行编译、综合和仿真,最终将设计下载到FPGA(Field-Programmable Gate Array)芯片中进行实际操作。 1. 实验内容 实验的核心任务是创建一个能测量频率的8位数字计数器。该计数器通过计数被测信号在特定时间窗口内的脉冲数量来确定频率。由于FPGA的灵活性,它可以实时调整以适应不同频率的输入信号。 2. 实验目的 实验的目的是增强对FPGA的理解,熟悉其工作原理和开发流程,同时掌握Quartus II 6.0等EDA工具的使用。通过实际设计项目,学习如何进行仿真和硬件测试,提升电子设计能力。 3. 实验原理与设计思路 频率计基于直接测频法,它在预设的闸门时间内统计输入信号的脉冲数。设计中可能包含了计数器、数据锁存器和控制逻辑,用于捕获和存储脉冲数。当闸门时间结束时,计数值被转换为8位十进制数显示,从而得出频率。 4. 文件仿真图与源代码 报告中包含的文件仿真图应展现了设计的逻辑功能和时序特性,帮助验证代码的正确性。源代码部分详细列出了VHDL程序,这部分代码描述了计数器的逻辑结构和控制逻辑,以便在Quartus II中进行编译和仿真。 5. 心得体会与课堂建议 作者分享了他们在设计过程中获得的经验和感受,可能涉及到遇到的问题、解决方案以及对课程改进的建议。这部分内容对于其他学生和教师来说具有参考价值。 6. 参考文献 最后,报告引用了相关的参考文献,这些文献可能提供了频率计设计的基础理论和技术细节,为读者进一步研究提供了方向。 通过这个项目,学生不仅掌握了基本的FPGA设计技巧,还理解了频率测量的基础原理,为未来更复杂的数字系统设计打下了坚实基础。
2009-12-09 上传
在电子技术中,频率是最基本的参数之一,并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系,因此,频率的测量就显得更为重要。测量频率的方法有多种,其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速,以及便于实现测量过程自动化等优点,是频率测量的重要手段之一。数字式频率计的测量原理有两类:一是直接测频法,即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数;二是间接测频法即测周期法,如周期测频法。直接测频法适用于高频信号的频率测量,通常采用计数器、数据锁存器及控制电路实现,并通过改变计数器阀门的时间长短在达到不同的测量精度;间接测频法适用于低频信号的频率测量,本设计中使用的就是直接测频法,即用计数器在计算1S内输入信号周期的个数。 数字频率计是数字电路中的一个典型应用,实际的硬件设计用到的器件较多,连线比较复杂,而且会产生比较大的延时,造成测量误差、可靠性差。随着现场可编程门阵列FPGA的广泛应用,以EDA工具作为开发手段,运用VHDL等硬件描述语言语言,将使整个系统大大简化,提高了系统的整体性能和可靠性。 具体设计方法: 本实验通过频率控制模块,将时钟信号clkk 两分频后分别取反赋给所存使能和计数是能端,这样计数完成后就能实现数据的锁存,当计数使能和锁存使能同时无效,基都出现低电平的时候,计数复位信号有效,将计数器清零,从新开始计数。