數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、成績(jī)指導(dǎo)教師日期張歆奕2011-5-12五邑大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)課程名稱:電子系統(tǒng)eda院系名稱：信息學(xué)院專業(yè)名稱：通信工程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱： 實(shí)驗(yàn)3數(shù)字頻率計(jì)班級(jí)：ap08054學(xué)號(hào)： ap0805422報(bào)告人：彭志敏實(shí)驗(yàn)3數(shù)字頻率計(jì)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)會(huì)利用quartus ii進(jìn)行層次化設(shè)計(jì);2、練習(xí)混合設(shè)計(jì)輸入方法；3、鞏固用實(shí)驗(yàn)箱驗(yàn)證設(shè)計(jì)的方法。二、頻率計(jì)的原理數(shù)字頻率計(jì)是用來測(cè)量輸入信號(hào)的頻率并顯示測(cè)量結(jié)果的系統(tǒng)。一般基準(zhǔn) 時(shí)鐘的高電平的持續(xù)時(shí)間為幾 w ,若在這人內(nèi)被測(cè)信號(hào)的周期數(shù)為n則被測(cè)信號(hào)的頻率就是n,選擇不同的幾,可以得到不同的測(cè)量精度。一般幾越大，測(cè)量精度越高，但一次的測(cè)量時(shí)間及頻率

2、計(jì)所需的硬件資源也增加。下面是數(shù)字頻率 計(jì)測(cè)量原理示意圖（圖一）：三、頻率計(jì)設(shè)計(jì)及其簡(jiǎn)要說明（可分模塊進(jìn)行說明）數(shù)字頻率計(jì)可由三模塊組成，控制模塊、計(jì)數(shù)模塊、鎖存顯示模塊。下面先 介紹頂層設(shè)計(jì)，然后分模塊介紹。1 頂層設(shè)計(jì)。改頻率計(jì)頂層設(shè)計(jì)采用原理設(shè)計(jì)，主要包過6個(gè)10進(jìn)制計(jì)數(shù) 器，一個(gè)門控制電路和一個(gè)鎖存器。輸入引腳包括時(shí)鐘信號(hào)clk和復(fù)位按鈕reset 以及待測(cè)頻率信號(hào)輸入端signer,輸岀引腳一個(gè)24位outputo圖二：數(shù)字頻率計(jì)頂層設(shè)計(jì)原理圖2.控制模塊?？刂颇K是此次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)和難點(diǎn)，在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘的作用下, 它需要提供計(jì)數(shù)模塊的時(shí)鐘信號(hào)和周期為2秒的控制信號(hào)，述耍提供鎖存器必耍

3、 時(shí)候的鎖存允許信號(hào)，在一定時(shí)候鎖存計(jì)數(shù)器測(cè)得的頻率值。主要由門電路和d 觸發(fā)器構(gòu)成，下面是控制模塊原理圖（圖三）和時(shí)序圖（圖四）。clrn圖三 控制模塊原理圖name:,1.0s1 12.0s13.0s1a reset/load乜 counlencounulr圖四控制模塊時(shí)序圖3.計(jì)數(shù)模塊。計(jì)數(shù)模塊有六個(gè)相同的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成，各級(jí)計(jì)數(shù)器之間采 用級(jí)聯(lián)方式。計(jì)數(shù)器就就采用參數(shù)化宏單元調(diào)用即可。下圖是參數(shù)化宏單元計(jì)數(shù) 器生成的符號(hào)（圖五）：ipm counteror> clockup 00lr；te? nr->3-lus 1：1clk_enq【30coirtjzi instl 7圖

4、五10進(jìn)制計(jì)數(shù)器4. 鎖存顯示模塊。鎖存器也采用調(diào)用宏單元是的方法生成。當(dāng)控制模塊的load 信號(hào)有效時(shí)，鎖存器立刻鎖存計(jì)數(shù)器記錄的頻率值，送到譯碼器譯碼，然后送到 數(shù)碼管顯示。圖六是牛成的鎖存器;顯示譯碼器和數(shù)碼管部分在實(shí)驗(yàn)二已經(jīng)詳細(xì) 介紹了，這里就一帶而過。圖六鎖存器圖七為數(shù)字頻率計(jì)的吋序仿真結(jié)果，待測(cè)信號(hào)頻率太大，看不大清。d)i皿細(xì)1.36s伽2納爲(wèi)伽購購6紅伽他8仙臨畑 c iiiiiiiiiiiiii11o:110 :11o o i 2 i1|51：1 i i 01 8 i i1 0!:丨!':門:；! ；:1； ： t1 13hi» lu o m o ni j

5、:圖七數(shù)字頻率計(jì)時(shí)序仿真結(jié)果五、設(shè)計(jì)心得由于時(shí)間限制，沒能把程序下載到實(shí)驗(yàn)板上真正地驗(yàn)證一下，測(cè)量一下函數(shù) 發(fā)生器輸出的頻率。但是至少這個(gè)實(shí)驗(yàn)讓我領(lǐng)悟到qii層次化設(shè)計(jì)的方便和qii 的強(qiáng)大宏單元功能。而對(duì)于這次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，主要設(shè)計(jì)的重點(diǎn)難點(diǎn)控制模塊，輸出 那些個(gè)控制信號(hào)還是要付出的時(shí)間和精力的。總之，多練就行。六、思考題1和2和31、問：所設(shè)計(jì)的頻率計(jì)有測(cè)量誤差嗎？誤差是多少？如何減少誤差？答：肯定有誤差，而且精度不高。誤差最多±1個(gè)最少單位；減少誤差的方 法多次測(cè)量取平均值。2、問：鎖存器鎖存信號(hào)為什么采用上升沿？答：采用下降沿也可以。采用沿作為有效信號(hào)能夠快速鎖存，提高精度，還 能避免毛刺干擾。3、問：原理圖輸入設(shè)計(jì)方便還是verilog