1、 设计一个能测量并显示信号频率的频率计。 2、 用数码管显示测量的频率。3 测频范围:1Hz-100MHz,误差《 0.01% 。4. 输入信号类型:方波。5. 输入信号幅度LVTTL电平。 6. 采用等精度法在Quartus平台下完成测频电路的设计仿真和测试。8. 测量并显示信号的占空比,误差《1%。9.测量两路同频率方波输入信号的时间间隔,误差《1%。
10. 方波输入信号的频率为1HZ~10MHZ 。
(开发板功能特点提供了5V、3.3V板上电源,50 MHz的有源晶振满足基本设计要求,208管脚封装, I/O资源丰富,芯片型号为Cyclone EP2C8Q208C8N,支持JTAG加载模式,8个7段数码管,8个用户LED灯,4×4键盘矩阵,8个开关量输入端口,蜂鸣器,独立矩形波发生器。)
该回答通过自己思路及引用到GPTᴼᴾᴱᴺᴬᴵ搜索,得到内容具体如下:
在Quartus中创建多个新的Verilog文件来设计模块,你可以按照以下步骤进行:
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【以下回答由 GPT 生成】
根据问题要求,在Quartus平台上设计一个能够测量信号频率并显示的频率计模块。下面是详细的设计思路和步骤。
根据问题的要求,我们需要设计一个频率计模块,并使用数码管来显示测量到的频率。首先,我们需要确定模块的输入/输出接口。根据问题的描述,我们可以定义以下的输入/输出接口:
方波信号输入端口: input input_signal
输出接口:
output [6:0] display_output
为了能够使用数码管来显示测量到的频率,我们需要设计一个数码管控制模块,该模块负责将测量到的频率转换为数码管可以显示的格式。下面是该模块的设计思路:
seven_segment_display
display_output
端口使用Verilog,我们可以定义以下的模块:
module seven_segment_display(
input [3:0] number, // 输入数值(0-9)
output reg [6:0] segment_output // 数码管段选输出
);
// 数码管段选表
reg [6:0] segment_table [0:9];
// 使用段选表对数值进行解析
always @(number)
segment_output <= segment_table[number];
// 具体的段选表定义
initial begin
segment_table[0] = 7'b111_1110;
segment_table[1] = 7'b011_0000;
// ...
segment_table[9] = 7'b011_1100;
end
endmodule
根据问题的要求,我们需要设计一个能够测量信号频率并显示的频率计模块。下面是该模块的设计思路:
使用Verilog,我们可以定义以下的模块:
module frequency_counter(
input input_signal, // 输入信号
output [6:0] display_output // 数码管显示
);
// 频率计算参数
reg [31:0] counter_value = 32'h0; // 计数器初始值
reg [31:0] counter_period = 32'h0; // 计数器周期
reg [6:0] display_number = 7'b0; // 显示数值
// 开始测量信号频率的触发信号
reg trigger;
// 计数器逻辑
always @(posedge input_signal or posedge trigger)
begin
if (trigger) begin
// 开始计数
counter_value <= 0;
end else begin
// 计数
counter_value <= counter_value + 1;
end
end
// 信号频率计算逻辑
always @(counter_value)
begin
// 计数器周期为输入信号的周期的2倍
counter_period <= counter_value << 1;
// 计算输入信号的频率
// 频率 = 计数器周期 / 输入信号周期
// 为了方便数码管显示,将频率乘以100并四舍五入
display_number <= $rtoi(((counter_period * 100) + (input_signal >> 1)) / input_signal);
end
// 数码管显示控制逻辑
seven_segment_display display_controller(
.number(display_number),
.segment_output(display_output)
);
// trigger逻辑控制
always @(posedge input_signal)
begin
trigger <= ~trigger;
end
endmodule
将上述设计好的模块进行仿真和测试,可以验证设计的正确性。使用Quartus的ModelSim进行仿真,下面是仿真测试的示例代码:
module frequency_counter_tb;
reg clk;
reg input_signal;
wire [6:0] display_output;
// 仿真时间参数
parameter TIME_STEP = 10;
// 频率计模块实例化
frequency_counter dut (
.input_signal(input_signal),
.display_output(display_output)
);
// 时钟控制
always #(TIME_STEP / 10) clk = ~clk;
// 模拟输入信号
always @(posedge clk)
begin
input_signal <= ~input_signal; // 方波信号取反
end
// 模拟数码管显示信号
always @(posedge clk)
begin
$display("Display Output: %b", display_output);
end
// 仿真起始时间
initial begin
clk = 1'b0;
input_signal = 1'b0;
// 执行仿真,仿真时间根据问题要求修改
#1000 $finish;
end
endmodule
根据上述的设计思路,我们可以在Quartus平台中完成电路设计。以下是具体的步骤:
seven_segment_display.v
和 frequency_counter.v
)到项目中在上述步骤中,我们需要创建以下的Verilog文件:
seven_segment_display.v
:用于控制数码管的显示,根据输入的数字显示对应的段选控制信号。frequency_counter.v
:频率计模块,测量输入信号的频率并将其显示到数码管上。frequency_counter_tb.v
:测试台,用于对频率计模块进行仿真和测试。注:以上的Verilog代码提供了一种参考,具体的实现可能根据具体的需求和硬件平台进行适当的调整和修改。
根据问题的要求,我们设计了一个能够测量信号频率并显示的频率计模块,并给出了相应的Verilog文件。整个设计思路是先设计数码管控制模块,然后设计频率计模块,最后使用Quartus完成电路设计和测试。根据具体的需求和硬件平台,可能需要对设计进行一定的调整和修改。