发布时间 : 星期四 文章EDA课程设计实验报告更新完毕开始阅读eca8e63343323968011c9264
***********大学 课程设计报告
设计名称： 3位数字频率设计 姓 名： 学 号：
专业班级： 08级电子信息工程专业二班 院（系）： 计算机与信息工程学院 设计时间： 2011年1月４日至10日 设计地点： 电子信息楼4楼
指导教师评语： 成绩： 签名： 年 月 日
目录
题目 ：3位数字频率计 1页
一、数字频率计的功能…………………………………………………… 1页
二、数字频率计的设计思路……………………………………………… 1页
三、硬件资源概述………………………………………………………… 1~5页
四、各模块的VHDL语言描述与实现…………………………………… 5~13页
五、仿真模拟图…………………………………………………………… 13~15页
六、软件硬件结合实现……………………………………………… 15~1７页
六、仿真及调试心得………………………………………………………… 1７页
七、总结…………………………………………………………………… 1７页
3位数字频率计设计
一、数字频率计的功能
我设计的是3位数字频率计，用3个十进制数字显示式频率，其频率范围为1MHz。有五个档位，并能自动换档。五个档的具体功能是：
1、计数溢出档，当频率计数超过量程时，自动显示溢出标--\ 2、1MHz档，显示000到999，默认单位为1KHz; 3、100KHz档，显示00.0到99.9，默认单位为1KHz; 4、10KHz档，显示0.00到9.99，默认单位为1KHz;
5、测周档，当所测频率小于0.99KHz时，显示数值变为周期，以毫秒为默认单位。
二、数字频率计的设计思路 1、时基的设计
在测频时，输入信号的频率大于频率计提供的基准频率，所以这时以频率计提供的基准频率信号为时基，输入信号为时钟信号，在频率计提供的基准信号周期里，计算输入信号的周期数，再乘以频率计的基准频率，就是输入信号的频率值。测周时，输入信号的频率小于频率计提供的基准频率信号，所以要以频率计提供的基准频率信号为时钟信号，以输入信号为时基信号，在输入信号周期内，计算频率计提供的基准信号的周期数，再乘以基准频率的周期值，就是输入信号的周期值。
输入信号是未知的，所以要求其自动调档，当测频为10KHz档时，提供时基应该是0.01KHz的脉冲。当测频为100KHz档时，提供的时基为0.1KHz的脉冲。当测频为1MKHz时，提供的时基为1KHz。用一分频器对50MHz的晶振进行分频得到1KHz的脉冲。然后用一个有100个状态状态机实现持续1ms、10ms、100ms的高电平即不同档位的闸门信号，状态机用1KHz的脉冲信号触发，产生1ms的高电平，只需在状态99的时候产生高电平，状态100时回到高电平；产生10ms的高电平，只需在状态90的时候产生高电平，在状态100的时候回到低电平。产生100ms的高电平，则需在状态为1前的一个状态产生高电平，直到状态100的时候回到低电平。在100个状态中，有很多状态的功能是相同的，可以将它们合并。
2、计数器的设计
各个档位之间的转换应遵循设计要求，要根据在时基有效时间内的计数值进行判断。计数器可以定义成一个整形信号，这样计数器加1就非常方便，要显示计数的数值，直接用三位数码管动态扫描实现显示个位、十位、百位。这样显示就要求计数器遵循加法逢十进一的规则。然后在不同的档位，小数点的位置不同，所以小数点的显示要以所在档位为判断条件。
3、模块划分
可以将计数器跟七段译码器设计成单独的模块，这样更省资源，利用率更高。
三、硬件资源概述
A、EP1C12核心板
EP1C12核心板为基于Altera Cyclone器件的嵌入式系统开发提供了一个很好的硬件台， 它可以为开发人员提供以下资源：
1、 主芯片采用Altera Cyclone器件EP1C12F324C8 2 、EPCS4I8配置芯片
3 、4个用户自定义按键 4 、4个用户自定义LED 5 、1个七段码LED
6 、标准AS编程接口和JTAG调试接口 7 、50MHz高精度时钟源 8 、三个高密度扩展接口 9 、系统上电复位电路
10 、支持+5V直接输入，板上电源管理模块
系统主芯片采用324引脚、BGA封装的E1C12 FPGA，它拥有12060个LE，52个M4K 片上RAM（共计239616bits），2个高性能PLL以及多达249个用户自定义IO。
B、FPGA开发板
FPGA开发平台提供了丰富的资源供学生或开发人员学习使用，资源包括接口通信、 控 制、存储、数据转换以及人机交互显示等几大模块，接口通信模块包括SPI接口、IIC接口、VGA接口、RS232接口、USB接口、PS2键盘/鼠标接口、1－Wire接口等；存储模块包括EEPROM存储器模块等；数据转换模块包括串行ADC、 DAC以及音频CODE等；人机交互显示模块包括8个按键、16个LED发光二极管显示、1602字符型点阵LCD、8位动态7段码管、实时时钟、SD卡等。上述的这些资源模块既可以满足初学者入门的要求，也可以满足开发人员进行二次开发的要求。
EDA/SOPC实验开发平台提供的资源有：
1、 标准配置核心板为EP1C12核心板（核心芯片为EP1C12F324C8）。可更换
EP2C20F484C8等其它核心板。 2、 1602字符型液晶点阵。 3、 RTC，提供系统实时时钟。 4、 1个256色VGA接口。 5、1个标准串行接口。
6、 1个USB设备接口，利用PDIUSBD12芯片实现USB协议转换。 7、 基于SPI或IIC接口的音频CODEC模块。 8、 1个蜂鸣器输出模块。 9、 2个PS2键盘/鼠标接口。
10、 串行ADC和串行DAC模块。
11、 IIC接口的EEPROM存储器模块。 12、 基于1-Wire接口的数字温度传感器。 13、 8位动态七段码管LED显示。
14、 16个用户自定义LED显示，8个用户自定义按键输出。 15、 一个SD卡接口模块。
16、 扩展接口，供用户高速稳定的自由扩展。
开发板的系统平台功能图如下：