八位數(shù)字頻率計實驗報告

,.八位十進制數(shù)字頻率計一、設計任務（1）熟悉Quatus11軟件的基本使用方法。精品文檔放心下載（2）熟悉EDA實驗開發(fā)系統(tǒng)的使用方法。（3）學習時序電路的設計、仿真和硬件設計，進一步熟悉VHDL設計技術。感謝閱讀（4）分析了8位十進制數(shù)字頻率計的基本原理。（5）對數(shù)字頻率計的各個模塊功能的分析，進行了功能仿真測試，得出仿真波形圖。感謝閱讀二、方案選擇與設計數(shù)字頻率計的基本原理是用一個頻率穩(wěn)定度高的頻率源作為基準時鐘，通常情況下計算謝謝閱讀每秒內待測信號的脈沖個數(shù),此時我們稱閘門時間為1秒。閘門時間也可以大于或小于一秒。感謝閱讀閘門時間越長，得到的頻率值就越準確，但閘門時間越長則每測一次頻率的間隔就越長。閘感謝閱讀門時間越短，測的頻率值刷新就越快,但測得的頻率精度就受影響。數(shù)字頻率計的主要功能謝謝閱讀是測量周期信號的頻率。頻率是單位時間（1S）內信號發(fā)生周期變化的次數(shù)。如果我們能精品文檔放心下載在給定的1S時間內對信號波形計數(shù)，并將計數(shù)結果顯示出來，就能讀取被測信號的頻率。精品文檔放心下載數(shù)字頻率計首先必須獲得相對穩(wěn)定與準確的時間，同時將被測信號轉換成幅度與波形均能被謝謝閱讀數(shù)字電路識別的脈沖信號，然后通過計數(shù)器計算這一段時間間隔內的脈沖個數(shù)，將其換算后感謝閱讀顯示出來。這就是數(shù)字頻率計的基本原理。設計：,.1）脈沖信號的頻率就是在單位時間內所產生的脈沖個數(shù),其表達式為,f為被測信號的頻精品文檔放心下載率,N為計數(shù)器所累積的脈沖個數(shù),T為產生N個脈沖所需的時間。所以,在1秒時間內計數(shù)器精品文檔放心下載所記錄的結果,就是被測信號的頻率。2）被測頻率信號取自實驗箱晶體振蕩器輸出信號,加到主控室的輸入端。精品文檔放心下載3）再取晶體振蕩器的另一標準頻率信號，經分頻后產生各種時基脈沖：1ms，精品文檔放心下載10ms，0.1s，1s等，時基信號的選擇可以控制，即量程可以改變。謝謝閱讀4）時基信號經控制電路產生閘門信號至主控門，只有在閘門信號采樣期間內（時基信感謝閱讀號的一個周期），輸入信號才通過主控門。5）f=N/T，改變時基信號的周期T，即可得到不同的測頻范圍。謝謝閱讀6）當主控門關閉時，計數(shù)器停止計數(shù)，顯示器顯示記錄結果，此時控制電路輸出一個置零謝謝閱讀信號，將計數(shù)器和所有觸發(fā)器復位，為新一次采樣做好準備。精品文檔放心下載系統(tǒng)總體框架圖8位十進制數(shù)字頻率計的電路邏輯圖,.8位十進制數(shù)字頻率計的電路邏輯圖，它由一個測頻控制信號發(fā)生器TESTCTL、8個有感謝閱讀時鐘使能的十進制計數(shù)器CNT10、一個32位鎖存器REG32B[8]組成。以下分別敘述頻率感謝閱讀計各邏輯模塊的功能與設計方法。8位十進制數(shù)字頻率計的電路邏輯如圖4.18所示。謝謝閱讀圖4.18位十進制數(shù)字頻率計的電路邏輯圖三軟件設計與仿真各功能模塊的源程序及每個程序運行后的仿真波形：測頻控制信號發(fā)生器的功能模塊及仿真（1）測頻控制信號發(fā)生器的功能模塊如下圖所示。,.測頻控制信號發(fā)生器的功能模塊圖測頻控制電路圖（2）源程序如下：LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;感謝閱讀USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;謝謝閱讀ENTITYTESTCTLISPORT(CLK:INSTD_LOGIC;TSTEN:OUTSTD_LOGIC;CLR_CNT:OUTSTD_LOGIC;LOAD:OUTSTD_LOGIC);,.ENDTESTCTL;ARCHITECTUREARTOFTESTCTLIS精品文檔放心下載SIGNALDiv2CLK:STD_LOGIC;BEGINPROCESS(CLK)BEGINIFCLK'EVENTANDCLK='1'THEN謝謝閱讀Div2CLK<=NOTDiv2CLK;ENDIF;ENDPROCESS;PROCESS(CLK,Div2CLK)BEGINIFCLK='0'ANDDiv2CLK='0'THEN精品文檔放心下載CLR_CNT<='0';ELSECLR_CNT<='1';ENDIF;ENDPROCESS;LOAD<=NOTDiv2CLK;TSTEN<=Div2CLK;ENDART;頻率計的關鍵是設計一個測頻率控制信號發(fā)生器，產生測量頻率的控制時序?？刂茣r鐘謝謝閱讀,.信號CLK取為1Hz，2分頻后即可產生一個脈寬為1秒的時鐘TSTEN，以此作為計數(shù)閘門謝謝閱讀信號。當TSTEN為高電平時，允許計數(shù)；當TSTEN由高電平變?yōu)榈碗娖剑ㄏ陆笛氐絹恚┲x謝閱讀時，應產生一個鎖存信號，將計數(shù)值保存起來；鎖存數(shù)據(jù)后，還要在下次TSTEN上升沿到謝謝閱讀哦來之前產生零信號CLEAR，將計數(shù)器清零，為下次計數(shù)作準備，如下圖所示為測頻控制感謝閱讀信號仿真圖。位鎖存器的功能模塊及仿真（1）32位鎖存器的功能模塊下圖所示。鎖存器的功能模塊圖,.鎖存器電路圖（2）源程序如下：LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;感謝閱讀ENTITYREG32BISPORT(LOAD:INSTD_LOGIC;DIN1:INSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);感謝閱讀DIN2:INSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);感謝閱讀DIN3:INSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);精品文檔放心下載DIN4:INSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);感謝閱讀DIN5:INSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);精品文檔放心下載DIN6:INSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);精品文檔放心下載DIN7:INSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);謝謝閱讀DIN8:INSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);謝謝閱讀DOUT1:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);感謝閱讀DOUT2:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);謝謝閱讀DOUT3:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);謝謝閱讀DOUT4:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);謝謝閱讀,.DOUT5:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);謝謝閱讀DOUT6:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);謝謝閱讀DOUT7:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);感謝閱讀DOUT8:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0));精品文檔放心下載ENDREG32B;ARCHITECTUREARTOFREG32BIS謝謝閱讀BEGINPROCESS(LOAD,DIN1,DIN2,DIN3,DIN4,DIN5,DIN6,DIN7,DIN8)謝謝閱讀BEGINIF(LOAD'EVENTANDLOAD='1')THEN感謝閱讀DOUT1<=DIN1;DOUT2<=DIN2;DOUT3<=DIN3;DOUT4<=DIN4;DOUT5<=DIN5;DOUT6<=DIN6;DOUT7<=DIN7;DOUT8<=DIN8;ENDIF;ENDPROCESS;ENDART;,.十進制計數(shù)器的功能模塊及仿真（1）十進制計數(shù)器的功能模塊如下圖所示:十進制計數(shù)器的功能模塊,.計數(shù)器電路圖（2）源程序如下:LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;精品文檔放心下載USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;感謝閱讀entityCNT10ISPORT(CLK,CLR,ENA:INSTD_LOGIC;謝謝閱讀CQ:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3downto0);精品文檔放心下載CARRY_OUT:OUTSTD_LOGIC);ENDCNT10;ARCHITECTURE behavOFCNT10IS精品文檔放心下載BEGINPROCESS(CLK,CLR,ENA)VARIABLEQ:STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);謝謝閱讀,.BEGINIFCLR='0'THENQ:=(OTHERS=>'0');謝謝閱讀ELSIFCLK'EVENTANDCLK='1'THEN精品文檔放心下載IFENA='1'T