基于FPGA的8位十进制数字频率计实现

MCUlover666

     跟着小梅哥学了一段时间FPGA想做个小东西，刚好赶上学校课程设计，于是就选择了数字频率计练练手，测量范围10Hz-50Mhz，通过8数数码管显示；       数字频率计的原理很简单，就是计算每秒钟内待测信号的脉冲个数，按照分模块设计的思想，分为：计数模块，数码管显示模块，控制信号模块，因为系统还需要高电平为1s的脉冲信号，所以还需要一个分频模块：
     1、计数模块
          计数器有二级制计数器和BCD计数器，因为计数器的计数结果需要经过译码送至数码管实时显示，所以选用BCD计数器，根据测量频率最大为50M，设计出计数器电路由8个4位BCD计数器级联实现；
    2、数码管显示模块
         BCD计数器的输出值为4位BCD码，经过显示译码电路送至数码管，显示译码电路通过查找表LUT设计方法实现；8位数码管同时显示8个不同的值需要通过16个IO（8位位选，8位段选）动态扫描显示，扫描间隔为1ms，AC620实验板上为了节省IO，通过两片74HC595实现串并转换，将16位串行数据转换为16位并行数据，所以采用三个IO口（工作频率SCK，存储频率RCK，数据线DIO）就可以实现数码管动态扫描显示，查阅74HC595数据手册可知，3.3V电压时工作频率SCK为1.25M；
    3、控制信号模块
         上面两个模块小梅哥都讲的很详细了，可以参考PDF或者视频，分频器最重要的就是控制信号模块，它需要产生3个控制信号：
        1）待测信号控制脉冲 —— 产生高电平时长为1s的门控信号，和待测信号经过与门；起到控制待测脉冲到达计数器的作用
        2）锁存信号控制脉冲 —— 计数器在门控信号为低电平时需要清零，以便下次计数，数码管上显示的数据需要保持，通过设计一个32位锁存器实现；在门控信号高脉冲结束时将数据送至锁存器供数码管显示

        3）计数器复位脉冲   ——  将计数结果送至锁存器后，需要将计数器清零；

    4、分频器模块
       系统需要0.5hz的门控信号，1hz的脉冲信号，利用分频器将50M系统时钟分频得到；
     一直很喜欢小梅哥的一句话，代码只是照图施工的过程，下面就是按照FPGA从上向下的设计思想实现整个设计了：

     （.....好像不是很好传verilog代码....放附件吧）

        modelsim仿真波形如图：        
        http://www.corecourse.cn/forum.php?mod=image&aid=366&size=300x300&key=b34167aca1b96002&nocache=yes&type=fixnone  
        用10hz，25khz，50mhz三个信号下板验证效果：


       第一篇帖子就结束啦，希望对一起学习的小伙伴有用~~~
digital_frequency_meter.rar (4.45 MB, 下载次数: 2805)

2018-5-4 18:36 上传

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工程+仿真

admin

传的图片太大了，耗费流量，还半天刷不出来，我已经给你修改了

忆搁浅yu

嗯嗯非常的不错，值得学习，多谢楼主的分享

桂林小张

感谢楼主的分享，我也学习一下。不过我用的是红色的老版学习板，还是要在理解原理的基础上再移植

中原小虾

GoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGood

MCUlover666

admin 发表于 2018-5-4 19:11
传的图片太大了，耗费流量，还半天刷不出来，我已经给你修改了

谢谢小梅哥啦，下次发帖的时候一定注意~~~

MCUlover666

忆搁浅yu 发表于 2018-5-4 19:56
嗯嗯非常的不错，值得学习，多谢楼主的分享

哈哈，谢谢啦~~分享出来一起学习~                                                        

MCUlover666

桂林小张 发表于 2018-5-4 21:06
感谢楼主的分享，我也学习一下。不过我用的是红色的老版学习板，还是要在理解原理的基础上再移植 ...

最关键的控制信号控制模块都是一样的，数码管显示部分应该有区别，加油^_^

MCUlover666

中原小虾 发表于 2018-5-4 21:27
GoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGoodGood ...

哈哈，谢谢，这个回复很稳~                                          

忆搁浅yu

楼主你好！你这个可以在signal模块里面加一个待测信号选择模块，通过一个按键来选择要测的信号。