频率计设计VHDL代码Quartus仿真_电路方案

名称：频率计设计VHDL代码Quartus仿真

软件：Quartus

语言：VHDL

代码功能：

频率计的功能是用于测试输入信号的频率，信号频率等于每秒钟的信号周期个数，即信号脉冲个数。因此设计思路为首先产生一个1秒计时窗口信号，然后再这1秒内计算待测信号的脉冲个数，最后将该计数值显示在数码管上即得到信号频率。

设计数字频率计测量范围10Hz-100MHz,并能用6个数码管显示测量结果，因为要测的频率范围较大，数码管只有6个，因此采用分档位设计，当所测频率低于999999Hz时，采用Hz档位，当频率为1M~100MHz时，采用KHz档位，即1MHz显示1000Khz，100MHz显示100000KHz，档位自动切换。

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演示视频：

设计文档：

1.设计方案

2.工程文件

2.1 计时进程

2.2 脉冲计数进程

自动切换档位

3.程序运行

4.程序仿真

Testbench

Testbench模拟2种不同档位的频率输入，频率1=1219KHz，频率2=41666.7Hz

仿真图

signal_in<=signal_in1; --f=1219.5KHz

下图红圈可见档位指示信号切换为高电平

signal_in<=signal_in2; --f=41666.66Hz

下图红圈可见档位指示信号为低电平

部分代码展示:

LIBRARY?ieee;
???USE?ieee.std_logic_1164.all;
???USE?ieee.std_logic_unsigned.all;
USE?IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
--设计数字频率计测量范围10Hz-100MHz,并能用6个数码管显示测量结果
--因为要测的频率范围较大，数码管只有6个，因此采用分档位设计
--当所测频率低于999999Hz时，采用Hz档位，
--当频率为1M~100MHz时，采用KHz档位，即1MHz显示1000Khz，100MHz显示100000KHz，档位自动切换
ENTITY?frequence_test?IS
???PORT?(
??????clk????????:?IN?STD_LOGIC;--100KHZ输入clk
??????signal_in??:?IN?STD_LOGIC;--待测信号
Gear_led???:?OUT?STD_LOGIC;--档位指示灯
??????dig_1????????:?OUT?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0);--数码管1
dig_2????????:?OUT?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0);--数码管2
dig_3????????:?OUT?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0);--数码管3
dig_4????????:?OUT?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0);--数码管4
dig_5????????:?OUT?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0);--数码管5
dig_6????????:?OUT?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0)--数码管6
???);
END?frequence_test;
ARCHITECTURE?trans?OF?frequence_test?IS
???--cnt1用来作延时用，num用来计算1s内待测信号所发出的脉冲数
???SIGNAL?cnt1?????:?STD_LOGIC_VECTOR(31?DOWNTO?0)?:=?"00000000000000000000000000000000";
???SIGNAL?sec??????:?STD_LOGIC?:=?'0';--sec用来产生周期为2s，占空比为50%的单位脉冲（即一个周期内高电平和低电平持续时间均为1s）
???SIGNAL?state????:?STD_LOGIC?:=?'0';
???
???SIGNAL?fre_test?:?STD_LOGIC:=?'0';
???
???SIGNAL?wei1?????:?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0):=?"0000";
???SIGNAL?wei2?????:?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0):=?"0000";
???SIGNAL?wei3?????:?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0):=?"0000";
???SIGNAL?wei4?????:?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0):=?"0000";
???SIGNAL?wei5?????:?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0):=?"0000";
???SIGNAL?wei6?????:?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0):=?"0000";
???SIGNAL?wei7?????:?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0):=?"0000";
???SIGNAL?wei8?????:?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0):=?"0000";
???SIGNAL?wei9?????:?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0):=?"0000";
--
???SIGNAL?num1?????:?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0):=?"0000";
???SIGNAL?num2?????:?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0):=?"0000";
???SIGNAL?num3?????:?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0):=?"0000";
???SIGNAL?num4?????:?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0):=?"0000";
???SIGNAL?num5?????:?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0):=?"0000";
???SIGNAL?num6?????:?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0):=?"0000";
???SIGNAL?num7?????:?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0):=?"0000";
???SIGNAL?num8?????:?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0):=?"0000";
???SIGNAL?num9?????:?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0):=?"0000";
???
???SIGNAL?jishu????:?STD_LOGIC_VECTOR(15?DOWNTO?0):=?"0000000000000000";??
???SIGNAL?tab??????:?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0):=?"0000";
SIGNAL?Gear_position?:?STD_LOGIC:=?'0';--档位，为高电平时切换为KHz单位，低电平时单位Hz
SIGNAL?num_count????:?STD_LOGIC_VECTOR(39?DOWNTO?0):=?x"0000000000";
SIGNAL?num_count_buf????:?STD_LOGIC_VECTOR(39?DOWNTO?0):=?x"0000000000";
???SIGNAL?wei1_display?????:?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0):=?"0000";
???SIGNAL?wei2_display?????:?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0):=?"0000";
???SIGNAL?wei3_display?????:?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0):=?"0000";
???SIGNAL?wei4_display?????:?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0):=?"0000";
???SIGNAL?wei5_display?????:?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0):=?"0000";
???SIGNAL?wei6_display?????:?STD_LOGIC_VECTOR(3?DOWNTO?0):=?"0000";
BEGIN
???fre_test?<=?signal_in;

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频率计设计VHDL代码Quartus仿真

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