基于fpga的数字频率计的设计

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1、基于FPGA的数字频率计的设计学生专业：学生姓名：指导教师：37摘要数字频率计是近代电子技术领域的重要测量工具之一，同时也是其它许多领域广泛应用的测量仪器。它在规定的基准时间内把测量的脉冲数记录下来，换算成频率并以数字形式显示出来。在许多测量方案以及测量结果中都会涉及到频率测量的相关问题，频率精确测量的重要性显而易见。本设计在了解频率计的基本原理的基础上，基于直接测频法的测试手段，即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数；设计频率计的测量范围为1Hz-99.99MHz。将设计分为六个模块，即顶层模块，分频模块，计数模块，单位选择模块，数码管位选模块，转换模块。采用硬件描述语言Ve

2、rilogHDL编写了各个模块的代码，并且利用QuartusII软件平台进行了功能的仿真，从而完成输入被测频率，通过选择不同档位，精确输出测量值，达到了预期目标。关键词数字频率计；直接测频法；VerilogHDL；QuartusII37AbstractDigitalfrequencymetermodernelectronictechnologyisoneoftheimportantmeasurementtoolsandotherareaswidelyusedmeasuringinstrument.Itstipulatedinthebenchmarktimetomeasurethe

3、numberofpulsesrecording,theconversionintofrequencyanddisplayedindigitalform.Inmanysurveyschemeandmeasurementresultsinvolvefrequencymeasurementsofrelatedproblems,theimportanceofaccuratemeasurementoffrequencyisobvious.Thisdesigninunderstandingthebasicprincipleofthefrequencymeter,onthebasisofdir

4、ectfrequencymeasurementmethodbasedonthemeanstesting,thatis,inacertaingatetimemeasurementofthemeasuredsignalpulsenumber;Designthefrequencymetermeasuringrangeof1Hz-99.99MHz.Willdesignisdividedintosixparts,atop-levelmodule,pointsfrequencymodules,countmodule,theunitchoosemodule,digitaltubeachosen

5、module,conversionmoduleThehardwaredescriptionlanguageVerilogHDLwriteeachmoduleofthecode,andmakeuseofQuartusIIsoftwareplatformfunctionsofthesimulation.Thenmeasuredinputfrequency,bychoosingdifferentrank,preciseoutputmeasuredvalues,andreachtheexpectedgoal.KeywordsDigitalfrequencyplan；Directfrequ

6、encymeasurementmethod；VerilogHDL；QuartusII37目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1课题背景和意义11.2国内外发展情况1第2章频率计测量原理及VerilogHDL概述32.1数字频率计测量原理32.1.1直接计数测频法32.1.2等精度测频法52.1.3全同步测频法62.2VerilogHDL概述72.2.1VerilogHDL介绍72.2.2VerilogHDL程序开发流程82.3本章小结8第3章数字频率计模块设计93.1数字频率计设计指标93.2数字频率计各个模块103.2.1顶层模块fre_counter103.2.2分

7、频模块clk_gen123.2.3计数模块count143.2.4单位控制模块count_4units153.2.5数码管位选模块led_sel153.2.6转换模块transform173.3本章小结18第4章数字频率计仿真194.1分频模块仿真波形194.2计数模块仿真波形19374.3单位控制模块仿真波形204.4数码管位选模块204.5转换模块214.6本章小结21第5章芯片介绍和管脚分配225.1FPGA芯片介绍225.2代码管脚分配图225.3顶层原理图效果图235.