VHDL编程的100MHz数字频率计设计详解

本文档详细介绍了100MHz数字频率计的设计过程，该频率计采用了VHDL编程语言进行实现。设计的主要构成包括五个核心模块： 1. 测频控制信号发生器：这个模块负责接收被测信号（FSIN）和下载板上的10MHz时钟，通过分频器将其转换为1Hz的工作频率，以便精确测量输入信号的频率。它还与计数器同步，当计数使能信号CNT_EN高电平时，启动测频过程。 2. 十进制计数器：这是一个有时钟使能的组件，用于对工作频率的脉冲进行计数。计数器的计数状态受控于CNT_EN信号，当信号有效时进行计数，无效时停止计数并保持当前数值。 3. 32位锁存器（REG32B）：为了确保数据显示的稳定性，计数器的数值在每个计数周期结束时会被锁存到这个32位存储器中，避免因周期性清零导致的数据闪烁问题。锁存信号LOAD确保了数据的准确保存。 4. 分频器：作为系统的关键组成部分，它将高频率的时钟源（10MHz）降频至适合测频计数的较低频率，如1Hz，这使得计数过程更为精准。 5. 动态扫描译码驱动器：接收来自锁存器的四位二进制数据，通过译码器处理后，驱动8个数码管显示计数结果，提供了直观的频率读数。 整个设计系统能够测试0-100MHz的信号频率，利用了现代可编程逻辑器件（CPLD/FPGA）的灵活性和高效性能。设计者杨焕峥，来自无锡商业职业技术学院电子工程系，强调了该频率计在实际应用中的实用性，尤其是在需要精确测量高频信号的场合。 值得注意的是，下载板在设计过程中起到了关键作用，作为系统的核心载体，它使用ALTERA公司的FLEX系列EPF10K10LC84-4器件，并通过25针串口与微机连接进行编程。下载板上的10MHz晶振作为系统时钟源，确保了整个计数过程的稳定性和准确性。 本文档不仅深入解析了100MHz数字频率计的设计原理，还涵盖了硬件平台的选择和软件编程方法，为理解和实施此类高频频率计设计提供了详尽的技术指导。