VHDL实现：Quartus2平台上的数字频率计设计与仿真

本文介绍了基于VHDL的数字频率计设计，该设计在Quartus2平台上实现，能够测量1Hz到10KHz的频率，采用12位十进制显示，并具有自动校验和超量程报警功能。 设计内容详解： 1. 功能要求： - 使用VHDL编程实现12位十进制数字频率计，能够显示1Hz到10KHz的频率值，频率值通过三位数码管显示，单位由LED指示（绿色为Hz，红色为KHz）。 - 设计包含自动校验模式，可以校验标准时钟的精度。 - 具备超量程报警功能，当测量值超出预设范围时，会触发灯光和声音报警。 2. 设计思路： - 计数器在接收到被测信号时进行计数，经过1秒后，计数值被锁定并显示在数码管上。 - 系统包含测量/校验选择模块，根据输入的selin信号切换到测量或校验模式。 - 测频控制信号发生器产生1秒钟的高电平基准信号，用于计数周期的控制。 - 四级十进制计数器模块根据输入信号进行计数，当被测频率超出量程时，输出报警信号。 - 送存选择、报警电路模块根据计数器状态和量程控制信号决定显示内容和报警状态。 3. 主要模块： - 测量/校验选择模块：根据输入信号选择测量或校验模式，生成CP信号。 - 测频控制信号发生器：将1Hz时钟信号二分频得到1秒基准信号clk1。 - 四级十进制计数器模块：根据输入信号计数，并产生报警信号alert。 - 送存选择、报警电路模块：根据计数器状态和量程控制信号K，决定锁存的计数值、小数点位置和是否触发报警。 总结： 基于VHDL的数字频率计设计是一种常用的数字系统设计实例，它结合了逻辑控制、定时和计数等基本数字逻辑概念。设计中利用了VHDL的可编程性，实现了测量、校验、报警等功能，为数字系统设计提供了实际应用案例。通过Quartus2这样的FPGA开发平台，这种设计可以被快速原型验证和实现，具有较高的实用价值。