專題四：數(shù)字頻率計設(shè)計.ppt

1、專題四：數(shù)字頻率計設(shè)計,一、教學(xué)內(nèi)容： 數(shù)字頻率計設(shè)計 二、學(xué)目的及要求： 1、掌握VHDL語言的基本結(jié)構(gòu)及編程思想。 2、掌握數(shù)字頻率計的工作原理。 3、掌握數(shù)字頻率計的VHDL語言編程方法。 三、授課課時：2 四、教學(xué)重點、難點： 數(shù)字頻率計的工作原理,設(shè)計要求：,1、設(shè)計8位十進制數(shù)字頻率計。 2、測量頻率范圍為1Hz50MHz。 3、測量被測信號的周期（單位：微秒），最大周期為1秒，最小周期為1微秒。,專題四：數(shù)字頻率計設(shè)計,一、測頻原理,計數(shù)輸出,二、控制器時序,控制器時序圖,0.5秒,利用對CLK的2分頻產(chǎn)生,對tsten求反,利用CLK和tsten合成， clk0 and tse

2、n0時，clr_cnt1,三、8位十進制計數(shù)器設(shè)計,（一）用VHDL設(shè)計十進制計數(shù)器,LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY CNT10 IS PORT (CLK,RST,EN : IN STD_LOGIC; CQ : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); COUT : OUT STD_LOGIC ); END CNT10;,ARCHITECTURE behav OF CNT10 IS BEGIN PROCESS(CLK, RST, EN)

3、 VARIABLE CQI : STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); BEGIN IF RST = 1 THEN CQI := (OTHERS =0) ; -計數(shù)器復(fù)位 ELSIF CLKEVENT AND CLK=1 THEN -檢測時鐘上升沿 IF EN = 1 THEN -檢測是否允許計數(shù) IF CQI = 1001 THEN CQI := “0000”; COUT = 1; ELSE CQI := CQI+1; COUT = 0; END IF; END IF; END IF; CQ = CQI; END PROCESS; END behav;,（二）8位十進制頻

4、率計電路圖,三、32位鎖存器設(shè)計,LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY reg32b IS PORT (load : IN STD_LOGIC; din: in STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0); DOUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0) ); END reg32b; ARCHITECTURE behav OF reg32b IS BEGIN PROCESS(load,din) BEGIN IF loa

5、dEVENT AND load=1 THEN dout=din; END IF; END PROCESS; END behav;,四、控制器設(shè)計,參考程序,LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY testctl IS PORT (clk : IN STD_LOGIC; tsten:out STD_LOGIC; clr_cnt: out STD_LOGIC; load:out STD_LOGIC ); END testctl; ARCHITECTURE behav OF

6、testctl IS signal div2clk:std_logic;,BEGIN PROCESS(clk) BEGIN IF clkEVENT AND clk=1 THEN div2clk=not div2clk; END IF; END PROCESS; load=not div2clk; tsten=div2clk; process(clk,div2clk) begin if clk=0 and div2clk=0 then clr_cnt=1; else clr_cnt=0; end if; end process; END behav;,四、控制器設(shè)計,參考程序（續(xù)）,五、頻率計總電路圖,六、實驗儀實際接口電路圖,七、周期測量,8位十進制計數(shù)器,輸入信號Fin,1MHz標準方波信號,計數(shù)輸出,鎖存器,譯碼、顯示,鎖存信號LOAD,控制器電路,EN,RST,LOAD,輸入信號Fin,作業(yè),畫出測量某周期信號的周期的電路