EDA课程设计数字频率计
EDA课程设计-数字频率计
目录一、目录 (1)二、前言 (2)三、课程设计内容与要求分析 (2)●设计题目●设计要求●设计要求分析四、程序设计 (2)●计数器模块 (3)●数字频率计 (4)●功能描述及硬件说明●仿真调试 (9)五、工作进程及收获体会 (10)●工作进程安排●收获体会二、前言EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言VHDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。
EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。
利用EDA工具，可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。
三、课程设计内容与要求分析1.设计题目数字频率计2.设计要求1、设计一个能测量方波信号的频率的频率计。
2、测量的频率范围是0 999999Hz。
3、结果用十进制数显示。
4、按要求写好设计报告（设计报告内容包括：引言，方案设计与论证，总体设计，各模块设计，调试与数据分析，总结）。
3.设计要求分析1、脉冲信号的频率就是在单位时间内所产生的脉冲个数，其表达式为，f为被测信号的频率，N为计数器所累计的脉冲个数，T为产生N个脉冲所需的时间。
所以，在1秒时间内计数器所记录的结果，就是被测信号的频率。
2、被测频率信号取自实验箱晶体振荡器输出信号，加到主控门的输入端。
3、再取晶体振荡器的另一标准频率信号，经分频后产生各种时基脉冲：1ms，10ms，0.1s，1s等，时基信号的选择可以控制，即量程可以改变。
4、时基信号经控制电路产生闸门信号至主控门，只有在闸门信号采样期间内(时基信号的一个周期)，输入信号才通过主控门。
5f=N/T，改变时基信号的周期T，即可得到不同的测频范围。
数字频率计的EDA设计
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity scan7 is
port(clk_scan: in std_logic;
en:out std_logic;
sel:out std_logic_vector(2 downto 0);
3）训练目标
具备硬件编程语言VHDL设计数字系统的初步能力，熟悉开发环境和流程，掌握技术方法。
2设计思路
2.1数字频率计的测量方案选取
设计数器的计数值为N,则可得到被测信号频率为f =N。但是由于闸门的开通、关闭的时间与被测频率信号的跳变难以同步,因此采用此测量方法在低频段的相对测量误差可能达到50% ,即在低频段不能满足设计要求。在频率测量方法中,常用的有直接测频法、倍频法和等精度测频法。这三种方案各有利弊,其中直接测频法是依据频率的含义把被测频率信号加到闸门的输入端,只有在闸门开通时间T (以1 s计)内,被测(计数)的脉冲送到十进制计数器进行计数。但根据三个方案的分析,直接测频法比其他两个方案更加简单方便可行,直接测频法虽然在低频段测量时误差较大,但在低频段我们可以采用直接测周法测量,这样就可以提高测量精度了。
begin
case state is
when"000"=>limit_cnt<=1000000;
when"001"=>limit_cnt<=100000;
when others=>limit_cnt<=10000;
end case;
end process limit;
4.4动态扫描模块设计
eda的频率计课程设计
eda的频率计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解EDA（电子设计自动化）的基本概念，掌握频率计的设计原理；2. 学生能描述频率计的工作原理，了解其主要组成部分；3. 学生能掌握频率计的电路设计方法，并了解其在实际应用中的重要性。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，使用EDA软件进行频率计的电路设计；2. 学生能通过实验操作，搭建并调试频率计电路，提高实际动手能力；3. 学生能分析实验数据，解决频率计使用过程中出现的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生对电子设计产生兴趣，培养创新意识和实践能力；2. 学生养成合作学习的习惯，提高团队协作能力；3. 学生认识到频率计在科技发展中的重要作用，增强社会责任感和使命感。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在使学生在掌握基本理论知识的基础上，通过实践操作，提高电子设计能力。
课程目标具体、可衡量，以便学生和教师能够清晰地了解课程的预期成果。
后续教学设计和评估将围绕这些具体学习成果展开。
二、教学内容本章节教学内容围绕以下三个方面进行选择和组织：1. 理论知识学习：- 电子设计自动化（EDA）基本概念及发展历程；- 频率计的工作原理及主要组成部分；- 频率计电路设计的基本方法。
教学内容关联课本第3章“电子设计自动化”及第4章“频率计的设计与应用”。
2. 实践操作环节：- 使用EDA软件进行频率计电路设计；- 搭建并调试频率计电路；- 分析实验数据，解决实际问题。
实践操作环节与课本第5章“实验与实训”相结合。
3. 教学大纲安排：- 第一周：学习EDA基本概念、发展历程，了解频率计的工作原理及主要组成部分；- 第二周：学习频率计电路设计方法，进行EDA软件操作训练；- 第三周：分组进行频率计电路设计，搭建和调试电路，分析实验数据。
教学内容具有科学性和系统性，确保学生在掌握理论知识的基础上，通过实践操作提高电子设计能力。
4. 教材章节及内容列举：- 第3章 电子设计自动化：3.1节、3.2节、3.3节；- 第4章 频率计的设计与应用：4.1节、4.2节、4.3节；- 第5章 实验与实训：5.1节、5.2节、5.3节。
EDA课程设计_简易数字频率计设计
目录1 引言 . ...........................................................................................................................1 2 简易数字频率计设计原理 . (2)2.1基本原理 . (2)2.2原理框图 . .......................................................................................................... 2 3 各模块程序及仿真 . (4)3.1测频控制发生器ctr 模块的设计 (4)3.2待测信号计数器counter 模块的设计 . ............................................................ 4 3.3锁存器regist 模块的设计 . ............................................................................... 5 3.4顶层模块的设计 . .............................................................................................. 6 3.5 引脚锁定 . ......................................................................................................... 7 4 心得体会 . ................................................................................................................... 9 参考文献 . ..................................................................................................................... 10 附录 . (11)1 引言EDA 技术是以硬件语言为主要的描述方式，以EDA 软件为主要的设计软件，以大规模课编程逻辑器件为载体的数字电路的设计过程。
eda频率计课程设计
eda频率计课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解EDA（电子设计自动化）的基本概念，掌握频率计的设计原理；2. 学会运用已学的电子元件和电路知识，设计并搭建一个简单的频率计；3. 掌握频率计在电子测量中的应用，了解其重要性和实际意义。
技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能正确使用电子仪器和工具进行电路搭建；2. 提高学生问题解决能力，通过团队协作，设计和调试频率计电路；3. 培养学生运用EDA软件进行电路仿真和优化设计的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子设计的兴趣和热情，激发创新意识；2. 培养学生团队协作精神，学会倾听、沟通、分享和合作；3. 增强学生环保意识，了解电子产品的绿色设计和可持续发展。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能独立完成频率计电路的设计和搭建；2. 学生能运用EDA软件进行电路仿真，优化设计方案；3. 学生在团队协作中，发挥个人特长，共同解决问题；4. 学生通过课程学习，增强对电子设计领域的认识和兴趣，培养良好的情感态度价值观。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几部分：1. EDA基本概念与频率计原理- 介绍EDA的基本概念、作用及其在电子设计中的应用；- 讲解频率计的工作原理、分类及其在电子测量中的重要性。
2. 电子元件与电路知识- 复习已学的电子元件（如电阻、电容、二极管、晶体管等）及其特性；- 梳理相关电路知识（如放大电路、滤波电路等）在频率计设计中的应用。
3. 频率计设计与搭建- 分析频率计电路的设计方法，引导学生运用所学知识进行设计；- 实践操作，指导学生正确搭建频率计电路，并进行调试。
4. EDA软件应用与电路仿真- 介绍EDA软件的基本功能，教授学生如何进行电路仿真和优化设计；- 指导学生运用EDA软件完成频率计电路的仿真，提高设计效率。
5. 团队协作与问题解决- 培养学生团队协作能力，分工合作完成频率计设计任务；- 引导学生学会分析问题、解决问题，提高实际操作能力。
EDA课程设计报告,数字频率计
. I目录前言01. 总体设计方案11.1总体设计方案12. 单元模块设计12.1十进制计数器设计12.1.1 十进制计数器原件t10设计12.1.2 位十进制计数器的顶层设计22.2闸门控制模块EDA设计32.2.1 定时信号模块Timer32.2.2 控制信号发生器模块T_con42.3译码显示模块42.3.1 显示存放器设计42.3.2 译码扫描显示电路52.3.3 译码显示模块的顶层电路设计73. 软件测试83.1测试的环境83.2调试和器件编程84. 设计总结85. 参考文献9前言在电子技术高度开展的今天，各种电子产品层出不穷，而频率作为设计的最根本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此，频率的测量就显得更为重要。
测量频率的方法有多种,其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程的自动化等优点。
数字频率计是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器，它的根本功能是测量正弦信号、方波信号、尖脉冲信号以及其它各种单位时间变化的物理量。
当今国外厂家生产的数字频率计在功能和性能方面都比拟优良，而且还在不断开展中，但其构造比拟复杂，价位也比拟高，在测量精准度要求比拟低的测量场合，使用这些数字频率计就不够经济合算。
我所设计的这款数字频率计能够可靠实现频率显示功能，原理及构造也比拟简单本次所做的课程设计就是一个数字频率计，能测量1HZ～9999HZ的矩形波信号，并正确地显示所测信号的频率值。
数字频率计是数字电路中的一个典型应用，实际的硬件设计用到的器件较多，连线比拟复杂，而且会产生比拟大的延时，造成测量误差、可靠性差。
随着现场可编程门阵列FPGA 的广泛应用，以EDA工具作为开发手段，运用VHDL等硬件描述语言语言，将使整个系统大大简化，提高了系统的整体性能和可靠性。
采用FPGA现场可编程门阵列为控制核心，通过硬件描述语言VHDL编程，在Quartus‖仿真平台上编译、仿真、调试，并下载到FPGA芯片上，通过严格的测试后，能够较准确地测量各种常用的波形信号的频率，而且还能对其他多种物理量进展测量。
eda课程设计数字频率计
eda课程设计 数字频率计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握数字频率计的基本原理，包括频率的概念、测量方法及其在电子工程中的应用。
2. 学生能够运用所学知识，分析并识别EDA（电子设计自动化）软件中与数字频率计相关的元件和模块。
3. 学生能够运用电子元件搭建简单的数字频率计电路，并描述其工作过程。
技能目标：1. 学生能够运用EDA软件进行数字频率计电路的设计、仿真和调试，具备实际操作能力。
2. 学生能够通过小组合作，解决在数字频率计设计过程中遇到的技术问题，提高团队协作和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到数字频率计在电子工程领域的重要性和实际应用价值，激发对电子工程的兴趣和热情。
2. 学生在课程学习中，培养严谨的科学态度，注重实验数据的真实性和准确性。
3. 学生通过小组合作，学会尊重他人意见，培养良好的沟通能力和团队精神。
本课程针对高中年级学生，结合电子工程学科特点，强调理论与实践相结合，注重培养学生的动手操作能力和实际应用能力。
课程目标具体、可衡量，旨在帮助学生和教师在课程结束后，能够清晰地了解学生在知识、技能和情感态度价值观方面的预期成果。
同时，将课程目标分解为具体的学习成果，便于后续的教学设计和评估。
二、教学内容本章节教学内容依据课程目标，紧密围绕数字频率计的设计与实现，确保内容的科学性和系统性。
具体教学内容如下：1. 理论知识学习：- 频率概念及其测量方法- 数字频率计的原理与分类- EDA软件的基本操作与使用方法2. 实践操作环节：- 数字频率计电路设计原理- EDA软件中数字频率计电路搭建与仿真- 实际电路搭建与调试3. 教学大纲安排：- 第一课时：介绍频率概念、测量方法及数字频率计的原理与分类，让学生了解课程背景和目标。
- 第二课时：讲解EDA软件的基本操作与使用方法，引导学生学习并掌握软件应用。
- 第三课时：分析数字频率计电路设计原理，指导学生进行电路设计和仿真。
eda数字频率计课程设计
eda数字频率计课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解数字频率计的基本原理，掌握EDA工具的使用方法；2. 使学生掌握数字频率计的电路设计，包括计数器、时钟分频器等关键部分；3. 让学生掌握数字频率计的仿真与调试方法，了解其在实际应用中的限制和改进措施。
技能目标：1. 培养学生运用EDA工具进行数字电路设计和仿真的能力；2. 培养学生独立分析问题、解决问题的能力，能够根据实际需求调整和优化数字频率计的设计；3. 培养学生团队合作意识，提高沟通与协作能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子设计的兴趣，培养创新意识和探索精神；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的真实性，遵循实验操作规范；3. 引导学生关注我国电子产业的发展，增强民族自豪感和使命感。
课程性质：本课程为实践性较强的电子设计课程，旨在通过数字频率计的设计与实现，让学生掌握电子设计的基本方法和技能。
学生特点：学生已具备一定的电子基础知识，具有较强的学习能力和动手能力，但对EDA工具的使用和数字电路设计尚较陌生。
教学要求：教师需结合学生特点，注重理论与实践相结合，引导学生主动参与课堂讨论和实践活动，培养其独立思考和解决问题的能力。
通过课程学习，使学生能够达到预定的学习成果，为后续相关课程的学习打下坚实基础。
二、教学内容根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 数字频率计原理介绍：使学生了解数字频率计的工作原理，掌握频率测量的基本方法。
- 相关教材章节：第五章“数字频率计”- 内容列举：频率计的基本原理、计数器原理、时钟分频器原理等。
2. EDA工具使用：培养学生运用EDA工具进行电路设计与仿真的能力。
- 相关教材章节：第三章“EDA工具的使用”- 内容列举：EDA工具的基本操作、原理图绘制、电路仿真等。
3. 数字频率计电路设计：使学生掌握数字频率计的电路设计方法，包括计数器、时钟分频器等关键部分。
- 相关教材章节：第四章“数字电路设计”- 内容列举：计数器设计、时钟分频器设计、数字频率计整体电路设计等。
EDA课设数字频率计报告
西安建筑科技大学课程设计（论文）任务书专业班级：电子0801 学生姓名：郝贵伟指导教师（签名）：一、课程设计（论文）题目数字频率计的设计二、本次课程设计（论文）应达到的目的通过课程设计使学生能熟练掌握一种EDA软件（MAXPLUS2）的使用方法，能熟练进行设计输入、编译、管脚分配、下载等过程。
通过课程设计使学生能利用EDA软件（MAXPLUS2）进行至少一个电子技术综合问题的设计（内容可由老师指定或自由选择），设计输入可采用图形输入法或VHDL硬件描述语言输入法。
通过课程设计使学生初步具有分析、寻找和排除电子电路中常见故障的能力，培养学生的自我能力和独立分析、解决问题的能力。
包括：查阅参考资料、工具书，掌握数字系统仿真调试的一般规律。
通过课程设计使学生能独立写出严谨的、有理论根据的、实事求是的、文理通顺的字迹端正的课程设计报告。
三、本次课程设计（论文）任务的主要内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等）设计一个能测量方波信号的频率的频率计。
测量的频率范围是0~999999Hz。
结果用十进制数显示。
目录一、前言 (4)1.1 EDA技术的概念 (4)1.2 数字频率计 (4)二、设计原理及思路 (5)2.1 设计的内容和要求 (5)2.2 设计原理 (5)2.3 具体设计方法 (5)2.4设计原理图 (5)三．程序及原理图 (5)3.1 程序 (5)3.2 原理图 (9)四．仿真结果 (9)4.1十进制计数器仿真 (10)4.2频率控制模块仿真 (10)4.3 频率计输出仿真 (11)五．结论与心得体会 (12)六．参考文献 (12)一、前言1.1EDA技术的概念EDA技术是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。
利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。
EDA课程设计—数字频率计
EDA课程设计—数字频率计设置范围开关L=0以单位显示y，当L=0时，范围为0 ~ 999赫兹。
y 以红色显示，即单位为赫兹。
当L=1时，为1 ~ 999千赫，y显示为绿色，单位为千赫。
2.6扫描显示模块扫描显示电路:功能描述:该部分由74160和4个74151组成，用于控制显示器的旋转开关当扫描频率超过200赫兹时，就超出了人眼的识别惯性范围，也就是说，显示器上可以显示稳定的数字。
2.7超出范围的显示电路图:功能描述:7448的输出端abcdef和报警器的输出端取非反相，重新连接到实验箱g与报警器或的输出端相连，然后与实验箱相连。
这样，当超出测量范围时，可以显示“-”。
2.8分频模块分频电路:功能描述:从74160级联到366计数器进位端，366计数器进位端连接到74161时钟信号端，通过分频得到周期为2S的时钟信号，进位端是报警电路时钟信号的控制端3，设计结论在设计过程中产生1s时钟信号时，理解误差与实验盒不一致经过改进，达到了实验要求。
当设计超出范围时，显示器的显像管-，不用思考通过老师的解释，找到解决办法。
EDA课程设计是一个非常实用和全面的实验。
仅仅通过参加大学课程学习专业知识是不够的。
通过本课程设计，我们可以了解数字电子技术的实用性和我们对通信的理解。
我们可以简单地理解在未来的学习和工作中会接触到的几个方面。
数字电子技术涉及面广，我们不应该对自己的专业知识一无所知。
直到设计结束，我们对这个设计一无所知。
我们在图书馆里查找信息，在网上搜索信息，最后确定了计划，并把它分成几个主要模块。
从模块的设计和运行，到电路的连接和调试，到仿真结果的出现，我们经过了各方面的讨论和深入研究，最终得到了结果。
整个过程使我们对数字频率计有了更深的理解，培养了我们学习、思考和实践的能力。
我们最大的成就是学会如何系统地解决实际问题以及如何使用模块的思想。
整个电路设计过程中最成功的部分是将整个电路分成不同的模块来实现它们相应的不同功能，然后逐级连接各个模块来实现数字频率计的集成电路，最后将集成电路连接到实验箱来实现数字频率计的功能在这个过程中，我们对从分立元件到中等规模集成电路，再到大规模集成电路的合成过程有了更深的理解。
EDA简易数字频率计-课设报告1
《EDA技术》课程设计报告题目：简易数字频率计专业：本组成员：简述随着数字电子技术的发展，频率测量成为一项越来越普遍的工作，因此测频计常受到人们的青睐。
目前许多高精度的数字频率计都采用单片机加上外部的高速计数器来实现，然而单片机的时钟频率不高导致测频速度比较慢，并且在这种设计中，由于PCB版的集成度不高，导致PCB板走线长，因此难以提高计数器的工作频率。
为了克服这种缺点，大大提高测量精度和速度，我们可以设计一种可编程逻辑器件来实现数字频率计。
EDA技术是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件语言为系统逻辑描述的主要方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件设计的电子系统到硬件系统的设计，最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门新技术。
其设计的灵活性使得EDA技术得以快速发展和广泛应用。
以QUARTUSII软件为设计平台，采用VHDL 语言实现数字频率计的整体设计。
EDA技术已经广泛应用于模拟与数字电路系统等许多领域。
电子设计自动化是一种实现电子系统或电子产品自动化设计的技术，它与电子技术，微电子技术的发展密切相关，它吸收了计算机科学领域的大多数最新研究成果，以高性能的计算机作为工作平台，促进了工程发展。
EDA的一个重要特征就是使用硬件描述语言（HDL）来完成的设计文件，VHDL语言是经IEEE确认的标准硬件语言，在电子设计领域受到了广泛的接受。
1.设计概述1.1设计原理在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此，频率的测量就显得更为重要。
测量频率的方法有多种,其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。
数字式频率计的测量原理有两类：一是直接测频法，即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数；二是间接测频法即测周期法，如周期测频法。
eda频率计课程设计
eda频率计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解EDA（电子设计自动化）的基本概念，掌握频率计的设计原理。
2. 学生能够运用所学知识，分析并设计简单的频率计电路。
3. 学生能够了解频率计在实际应用中的重要性，如信号处理、通信等领域。
技能目标：1. 学生能够运用EDA工具进行电路设计和仿真，提高实际操作能力。
2. 学生能够通过小组合作，解决设计过程中遇到的问题，培养团队协作能力。
3. 学生能够运用所学知识，对频率计电路进行调试和优化，提高问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对EDA技术和电子设计产生兴趣，培养科学探究精神。
2. 学生在学习过程中，养成积极思考、主动探究的良好学习习惯。
3. 学生通过课程学习，认识到科技创新对国家和社会发展的意义，增强社会责任感。
课程性质分析：本课程为电子技术相关课程，旨在让学生掌握EDA技术及其在频率计设计中的应用。
课程内容紧密结合实际，注重培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点分析：学生为高中年级，已具备一定的电子技术基础，对新技术和新知识充满好奇，具备较强的学习能力和探究精神。
教学要求：1. 结合教材内容，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 鼓励学生积极参与课堂讨论，培养学生的思考能力和表达能力。
3. 以项目为导向，注重过程评价，关注学生的学习成果和情感态度价值观的培养。
二、教学内容根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下几部分：1. EDA基本概念与工具使用- EDA技术的定义、作用及其发展- 常用EDA工具软件的介绍与安装- EDA工具的基本操作与使用方法2. 频率计设计原理- 频率计的基本工作原理- 常见频率计电路拓扑结构分析- 频率计的关键参数及其影响3. 频率计电路设计与仿真- 电路设计流程与方法- 使用EDA工具进行频率计电路设计- 电路仿真与分析4. 频率计电路制作与调试- 电路板设计规范与制作- 元器件选型与焊接- 电路调试与优化5. 频率计在实际应用中的案例分析- 频率计在信号处理、通信等领域的应用- 案例分析与讨论教学大纲安排：第一课时：介绍EDA基本概念与工具使用第二课时：讲解频率计设计原理第三课时：进行频率计电路设计与仿真第四课时：制作与调试频率计电路第五课时：分析频率计在实际应用中的案例教学内容与教材关联：本教学内容紧密结合教材中关于EDA技术、电子测量、电路设计与仿真等章节，确保内容的科学性和系统性。
EDA课程设计——数字频率计的设计
《电子设计自动化（EDA）技术》课程设计报告书题目: 数字频率计的VHDL设计姓名：院系：专业：学号：指导教师：完成时间: 年月日课程设计题目、内容、要求目录1 课程设计题目、内容与要求……………………………………1.1 设计内容……………………………………………………1.2 具体要求……………………………………………………2 系统设计…………………………………………………………2.1 设计思路……………………………………………………2.2 系统原理与设计说明3 系统实现…………………………………………………………4 系统仿真…………………………………………………………5 硬件验证（操作）说明…………………………………………6 总结……………………………………………………………7 参考书目………………………………………………………1 课程设计题目、内容与要求1.1课程设计的题目：数字频率计设计1.2课程设计内容：（1）设计一个能测量方波信号的频率计；（2）测量范围是0-999999Hz；（3）结果用十进制数显示。
2 系统设计2.1设计思路：2.1.1 数字频率计是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器.它的基本功能是测量方波信号及其他各种单位时间内变化的物理量。
本数字频率计采用自顶向下的设计思想，通过闸门提供的1s闸门时间对被测信号进行计数及测出的被测信号的频率，测出的频率再通过译码器译码后输出给显示器显示。
根据系统设计的要求，数字频率计的电路原理框图如下：2.2 系统原理与设计说明系统各个模块的功能如下：2．2．1标准时钟发生电路模块借用实验板上标准时钟发生电路，为计数闸门控制电路提供一个标准8Hz信号。
2．2．2 计数器闸门控制电路模块计数器闸门控制电路就是产生三个控制信号，即计数器复位信号、4位十进制计数器允许计数信号、锁存信号。
2.2.3锁存电路模块锁存电路就是为了让LED数码管在信号来临之前保持计数值不变。
EDA数字频率计课程设计说明书
目录第一章设计任务及要求 (1)1.1设计任务 (1)1.2设计要求 (1)1.2.1整体功能要求 (1)1.2.1测试要求 (1)第二章设计思路............................................... 错误!未定义书签。
2.1数字频率计介绍..................................................................................... 错误!未定义书签。
2.2设计原理................................................................................................. 错误!未定义书签。
2.2.1频率测量的基本原理................................ 错误!未定义书签。
2.2.2整体方框图及原理.................................. 错误!未定义书签。
第三章模块介绍 (4)3.1闸门产生模块 (4)3.1.1闸门模块介绍 (4)3.1.2闸门模块verilog语言程序描述及仿真 (4)3.2计数模块 (5)3.2.1计数模块介绍 (5)3.2.2计数模块模块verilog语言程序描述及仿真 (5)3.3锁存器模块 (6)3.3.1锁存器模块介绍 (6)3.3.2锁存器模块verilog语言程序描述及仿真 (6)3.4译码器模块 (7)3.4.1译码器模块介绍 (7)3.4.2闸门模块verilog语言程序描述及仿真 (7)3.5扫描显示模块 (8)3.5.1扫描显示模块介绍 (8)3.5.2扫描显示模块verilog语言程序描述及仿真 (9)第四章数字频率计的实现 (10)4.1数字频率计的verilog语言程序描述及仿真 (10)4.2数字频率计的FPGA芯片实现 (14)第五章心得体会 (15)第一章设计任务及要求1.1设计任务采用测频法设计一个数字显示的数字频率计，被测试的频率可由基准频率分频得到。
EDA课程设计—数字频率计
EDA课程设计—数字频率计设置量程开关L=0单位显示Y,当L=0时，为0~999Hz的量程档。
Y显示为红色，即单位为Hz，当L=1时，为1~999KHz 的档，Y显示为绿色，单位为KHz。
扫描显示模块扫描显示电路：功能说明：该部分74160和四个74151构成，用来控制显示器的轮流开关。
当扫描频率超过200Hz时，超出人眼睛的识别惯性范围，即可以在显示器上显示出稳定的数字。
超出范围的显示电路图：功能说明：7448的输出端abcdef与报警器的输出端取非后相与，再接接入实验箱。
g和报警器的输出端相或，再接实验箱。
这样就能实现在超出量程时显示“---”。
分频模块分频电路:功能说明：74160级联成366计数器进位端接74161的时钟信号端通过分频得到周期为2S的时钟信号，进位端最为报警电路时钟信号的控制端。
三、设计结论在设计过程中产生1s的时钟信号时，理解错误没有跟实验箱对应。
后经过改进符合实验要求。
在设计超出范围时显示管的显示---，没有思路经过老师的讲解，找到解决方法。
EDA课程设计是一个非常实用，综合性强的实验，在大学课程里仅通过上课来学习专业知识是不够的，通过这次课程设计了解到数字电子技术的实用性和我们关于通信的理解，能够简单的了解将来学习和工作将要接触的几方面，数字电子技术涉及的方面很广泛的，不至于对自己的专业知识一点都不了解。
这次设计我们从一点都不懂到设计结束，我们在图书馆查阅资料和上网搜索资料，最终确定方案，分划出几大模块。
从模块的设计、运行，到电路的连接和调试，再到仿真结果的出现，我们经过了方方面面的讨论和深入研究，最终得出结果。
这整个过程让我们对数字频率计有了更深的了解并锻炼了我们研究思考动手的能力。
我们最大的收获就是学会了如何很系统的解决实际问题，学会了如何运用模块的思想，在整个电路的设计过程中最成功的地方就是将整个电路分成不同模块，实现其对应的不同功能，然后再将各个模块一级一级的连接起来，实现数字频率计集成电路，最终将集成电路连接到实验箱上以实现数字频率计的功能。
EDA课程设计报告__频率计
课程设计报告一、设计目的和要求1.课程设计目的（1）.熟悉CPLD的开发软件的基本使用。
（2）.理解频率计的测量原理。
（3）.掌握CPLD逻辑电路设计方法。
（4）.掌握虚拟数字频率计的软件设计。
2.课程设计的基本要求在CPLD中设计一个数字频率计电路，设计要求为：测量范围：1Hz～1MHz。
3.课程设计类型Vhdl程序设计二、仪器和设备1.电脑2.max+plus2软件三、设计过程1.设计内容和要求在CPLD中设计一个数字频率计电路，设计要求为：测量范围：1Hz～1MHz。
2.设计方法和开发步骤3.设计思路下图是8位十进制数字频率计的电路逻辑图，它由1个测频控制信号发生器TESTCTL、8个有时钟使能的十进制计数器的CNT10、1个32位锁存器REG32B组成。
常熟理工学院课程设计报告1）测频控制信号发射器的设计频率测量的基本原理是计算每秒钟内待测信号的脉冲个数。
这就要求TESTCTL的计数使能信号TSTEN能产生一个1秒脉宽的周期信号，并对频率计的每一计数器CNT10的ENA使能端进行同步控制。
当TSTEN高电平时，允许计数；低电平时，停止计数，并保持其所计的数。
在停止计数期间，首先需要一个锁存信号LOAD 的上跳沿将计数器在前1秒钟的计数值锁存进32位锁存器REG32B 中，由外部的7段译码器译出并稳定显示，锁存信号之后必须有一清零信号CLR_CNT对计数器进行清零，为下一秒的计数操作作准备。
测频控制信号发生器是先建立一个由D触发器构成的二分频物理与电子工程学院EDA实验室器，再在每次时钟CLK上沿到来时其值翻转。
其中，控制信号时钟CLK的频率取1Hz，而信号TSTEN的脉宽恰好是1s，可以用做闸门信号。
此时，根据测频的时序要求，可得出信号LOAD和CLR_CNT的逻辑描述。
在计数完成后，即计数使能信号TSTEN在1s的高电平后，利用其反相值的上跳沿产生一个锁存信号LOAD,0.5秒后，CLR_CNT产生一个清零信号上跳沿。
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课程设计报告（理工类）课程名称：EDA技术专业班级：学生学号：学生姓名：X X 所属院部：物电学院指导教师：XXX 2011——2012学年第2学期目录1．设计目的和要求 (3)1.1课程设计目的与要求 (3)1.2课程设计内容 (3)1.3设计原理 (3)2．仪器和设备 (5)2.1MAX+PLUSI软件介绍 (5)2.2MAX+PLUSⅡ软件组成 (5)3．设计过程 (6)3.1设计内容和要求 (6)3.2设计方法和开发步骤 (6)3.2.1设计方案 (6)3.2.2实验步骤 (6)3.3设计思路 (7)3.4设计难点 (7)4．设计结果与分析 (8)4.1实验结果 (8)4.1.1测频控制信号发生器 (8)4.1.2十进制计数器 (8)4.1.3锁存器 (8)4.1.4动态扫描输出 (9)4.1.5七段译码器 (9)4.1.6顶层模块 (10)4.2程序简要说明 (10)4.2.1测频控制信号发生器的结构体VHDL源程序 (10)4.2.2十进制加法计数器的结构体VHDL源程序 (11)4.2.3锁存器的结构体VHDL源程序 (12)4.2.4动态扫描的结构体VHDL源程序 (13)4.2.5数码管显示的结构体VHDL源程序 (13)4.2.6顶层模块波形仿真 (15)5．实验小结 (16)参考文献 (17)1．设计目的和要求1.1课程设计目的与要求1.学会利用MAX+PLUSII进行层次化设计，并进行编译仿真；2.掌握数字频率计电路的设计原理；3.掌握运用VHDL语言进行系统设计的方法；4.输入顶层电路图和下层设计文件；5.利用仿真手段进行功能调试。
1.2课程设计内容分析数字频率计的功能，完成功能模块的划分，分别用VHDL语言完成底层模块的设计和以原理图的方法完成顶层模块的设计，分别对各个模块以及顶层模块进行仿真分析，最后在硬件开发平台上进行测试。
1.3设计原理频率信是常用的测量仪器，它通过对单位时间内的信号脉冲进行计数，从而测量出信号的频率。
设计一个6位频率计，可以测量1~999999Hz的信号频率。
频率计工作时，先要生产一个计数允许信号即闸门信号，闸门信号的宽度为单位时间，例如1s。
在闸门信号有效的时间内对被测信号计数，即为信号评率。
测量过程结束，需要锁存计数值或留出一段时间显示测量值。
下一次测量前，应该对计数器清零。
频率计闸门时序如图1所示，闸门信号由闸门电路产生。
计数显示清零计数计数允许信号清零信号图1频率计闸门时序频率计可以分为3个部分：闸门电路、计数器和显示电路。
本实验中，闸门电路时钟为2Hz，产生的技术周期为1s，清零周期为0.5s，4s为一个周期测量一次信号频率。
计数器由6个十进制计数器构成i端，受闸门电路控制。
显示电路利用实例7设计的6位扫描数码显示器，他的扫描时钟可以使用1kHz或10kHz 的时钟。
数字频率计的关键组成部分包括测频控制发生器、计数器、锁存器、动态扫描输出，其原理框图如图2所示：图2数字频率计原理框图2．仪器和设备PC机，MAX+PLUSI软件2.1MAX+PLUSI软件介绍MAX+PLUSⅡ开发工具是Altera公司推出的一种EDA工具，具有灵活高效、使用便捷和易学易用等特点。
使用MAX+PLUSⅡ软件，设计者无需精通器件内部的复杂结构，只需用业已熟悉的设计输入工具，如硬件描述语言、原理图等进行输入即可，MAX+PLUSⅡ就会自动将设计转换成目标文件下载到器件中去。
MAX+PLUSⅡ开发系统具众多特点，如多平台、开放的界面、模块组合式工具软件、与结构无关、支持硬件描述语言、丰富的设计库等。
使用MAX+PLUSI软件可以使我们在较短的时间内完成相应的内容。
2.2MAX+PLUSⅡ软件组成MAX+PLUSⅡ软件采用模块化结构，包括设计输入、项目处理、项目校验和器件编程4个部分，所有这些部分都集成在一个可视化的操作环境下。
1、设计输入：MAX+PLUSⅡ的设计输入方法有多种，主要包括文本设计输入、原理图输入、波形设计输入等多种方式；2、项目处理：设计处理的任务就是对项目进行编译，编译实际就是将设计者编写的设计改为可以用于生产的“语言”。
编译器通过读入设计文件并产生用于编程、仿真和定时分析的输出文件来完成编译工作；3、项目校验：MAX+PLUSⅡ提供的设计校验过程包括仿真和定时分析，项目编译后，为确保设计无误，要再用专用软件进行仿真。
如果发现了错误，则应对设计输入进行部分修改直至无误；4、器件编程：MAX+PLUSⅡ通过编程器将编译器生成的编程文件编程或配置到Altera CPLD器件中，然后加入实际激励信号进行测试，检查是否达到了设计要求。
在设计过程中，如果出现错误，则需要重新回到设计输入阶段，改正错误或调整电路后重复上述过程。
3．设计过程3.1设计内容和要求本次设计的目的就是在掌握EDA实验开发系统的初步使用基础上，了解EDA 技术，掌握频率计的原理。
在掌握所学的计算机组成与结构课程理论知识时。
通过对数字频率计的设计，进行理论与实际的结合，提高与计算机有关设计能力，提高分析、解决计算机技术实际问题的能力。
通过课程设计深入理解计算机结构与控制实现的技术，达到课程设计的目标。
分析数字频率计的功能，完成功能模块的划分，分别用VHDL语言完成底层模块的设计和以原理图的方法完成顶层模块的设计，分别对各个模块以及顶层模块进行仿真分析，最后得出实验结果。
3.2设计方法和开发步骤3.2.1设计方案1、间接测频法（测周法）：测量单位时间内被测信号的周期数，即在闸门时间内对被测信号的脉冲进行计数。
若闸门打开时间为T，被测信号通过闸门进入计数器的计数值为Nx，则可求的被测信号的频率fx=Nx/T，当闸门时间T=1s时，fx=Nx（Hz），即计数器计数值就是被测信号的频率值。
当被测信号频率范围不同的时候，通常会选择不同的闸门时间，以得到较精确的测量结果。
2、直接测频法：被测信号的频率fx应远大于产生闸门信号的基准频率，否则测频将产生较大的误差。
此处仅以闸门时间T=1s为例进行设计，由于闸门信号的起始时间与被测信号的边沿不同步，因此计数结果会有+1或—1的误差，假设该误差可在允许范围内。
由于直接测频法适用于高频信号的频率测量，间接测频法适用于低频信号的频率测量。
本设计采用了直接测量法，在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数。
3.2.2实验步骤打开MAX+PLUSII软件→新建.vdh文本文件→输入代码并保存→单击“file”中的project→单击“Set project to current file”→单击“MAX+PLUII”中的Compiler进行编译→新建.scf波形文件并保存→选择“node”→单击“enter nodes from SNF”导入输入输出→单击“MAX+PLUII”中的“simulator”进行波形仿真。
3.3设计思路采用VHDL语言设计一个复杂的电路系统，运用自顶向下的设计思想，将系统按功能逐层分割的层次化设计方法进行设计。
在顶层对内部各功能块的连接关系和对外的接口关系进行了描述，而功能块的逻辑功能和具体实现形式则由下一层模块来描述。
先将各个子模块采用VHDL语言编程，并进行仿真与调试，然后通过这些子模块画出顶层模块，进行仿真，得出波形。
3.4设计难点数字频率计的设计需要许多模块的组成，有闸门控制电路、十进制计数器、锁存器、动态扫描器和七段译码器。
数字频率计的设计的工作量很大，当然在设计时碰到许多问题。
1、一开始没有思路，经过查看资料，知道测量频率有两种方案：测周法和测频率法。
在做的时候要确定一个标准时钟信号，根据一个时钟周期内的待测信号的个数，就可知道待测信号的频率。
2、在编写闸门控制电路的代码是遇到了困难，不知使能信号、清零信号、锁存信号要设置成多大。
3、由于要连的线很多，很容易连错。
在做网络标号时要注意一定要点中此线，当你双击此线，可以看到它们是连在一起的4、做出来的每一模块文件都要放在同一文件夹中，而且每一模块的代码都要进行编译，由于做的模块比较多，要记住编译之前要把编译的文件设置成当前文件才行。
在做原理图时要改变某一模块的代码，改变后要重新编译才行。
5、做原理图仿真波形时，看不到波形。
那是由于参数的设置不对，仿真时间变长，波形的频率设置的大一些，可以看到波形。
由于软件的限制，看到的波形有所失真。
4．设计结果与分析4.1实验结果4.1.1测频控制信号发生器闸门信号产生电路如图3所示，输入标准时钟信号，经过闸门信号电路产生使能信号CNT、清零信号RST和锁存信号LOAD。
使能信号CNT和清零信号控制十进制的工作；而锁存信号LOAD控制锁存器的工作。
图3测频控制信号发生器模块4.1.2十进制计数器为了显示方便，采用十进制计数器计数，其逻辑符号如图4所示。
十进制计数器只有十个不同的状态，并按十进制进位规律进行计数。
闸门控制电路产生的清零信号RST和使能信号CNT接至计数器CLR端和ENA端，控制十进制的清零和使能状态，而CLK端接的是待测信号。
CO[3..0]输出的是出现上升沿的个数，当计数溢出时，CARRY_OUT数值从0变为1，作为下一个十进制计数器的时钟信号。
图4十进制加法计数器模块4.1.3锁存器为了使显示结果稳定显示，需要将计数器每次记得的结果进行锁存，其逻辑符号如图5所示，闸门电路产生的LOAD接至锁存器的LOAD端；十进制计数器输出接至锁存器的DIN[3..0]端，而锁存器的输出端DOUT[3..0]作为动态扫描器的输入端。
图5锁存器模块4.1.4动态扫描输出动态扫描器使结果输出更加清晰，其逻辑符号如图6所示。
动态扫描器的CLK端接一时钟信号，而COUNT1[3..0]……COUNT6[3..0]分别接对应的锁存器输出端。
当CLK出现第一个上升沿时，输出COUNT1[3..0]中的数值，第二个上升沿时输出COUNT2[3..0]的数值，以此类推，当出现第七个上升沿的时候有输出COUNT1[3..0],也就是说六个上升沿一个循环。
图6动态扫描输出模块4.1.5七段译码器七段译码器电路如图7所示，使输出的结果更加形象化。
动态扫描器的DOUT[3..0]接至七段译码器的NUM[3..0]端，输出端输出的结果是把NUM[3..0]数值转化成数码管显示的形式。
图7数码管显示模块4.1.6顶层模块图8顶层模块4.2程序简要说明4.2.1测频控制信号发生器的结构体VHDL源程序architecture behavior of testctl issignal div2clk:std_logic;beginprocess(clk)beginif clk'event and clk='1'thendiv2clk<=not div2clk;end if;end process;process(clk,div2clk)beginif(clk='0'and div2clk='0')thenrst<='1';else rst<='0';end if;end process;load<=not div2clk;cnt<=div2clk;end behavior;仿真波形：图9测频控制信号发生器仿真波形4.2.2十进制加法计数器的结构体VHDL源程序architecture art of cnt10issignal cqi:std_logic_vector(3downto0);beginprocess(clk,clr,ena)isbeginif clr='1'then cqi<="0000";elsif clk'event and clk='1'thenif ena='1'thenif cqi="1001"then cqi<="0000";else cqi<=cqi+'1';end if;end if;end if;end process;process(cqi)isbeginif cqi="0000"then carry_out<='1';elsecarry_out<='0';end if;end process;co<=cqi;end architecture art;仿真波形：图10十进制仿真波形4.2.3锁存器的结构体VHDL源程序architecture behavior of reg4b isbeginprocess(load,din)beginif load'event and load='1'thendout<=din;end if;end process;end behavior;锁存器波形仿真：图11锁存器波形仿真4.2.4动态扫描的结构体VHDL源程序architecture art of scan issignal c:std_logic_vector(2downto0);beginprocess(clk)isbeginif(clk'event)and clk='1'thenc<=c+1;case c iswhen"001"=>s<="000";dout<=count1;when"010"=>s<="001";dout<=count2;when"011"=>s<="010";dout<=count3;when"100"=>s<="011";dout<=count4;when"101"=>s<="100";dout<=count5;when"110"=>s<="101";dout<=count6;c<="001";when others=>s<="000";dout<="0000";end case;end if;end process;end art;动态扫描波形仿真：图12动态扫描波形仿真4.2.5数码管显示的结构体VHDL源程序architecture art of deled issignal led:std_logic_vector(6downto0); beginprocess(num)begincase num iswhen"0000"=>led<="1111110";when"0001"=>led<="0110000";when"0010"=>led<="1101101";when"0011"=>led<="1111001";when"0100"=>led<="0110011";when"0101"=>led<="1011011";when"0110"=>led<="1011111";when"0111"=>led<="1110000";when"1000"=>led<="1111111";when"1001"=>led<="1111011";when"1010"=>led<="1110111";when"1011"=>led<="0011111";when"1100"=>led<="1001110";when"1101"=>led<="0111101";when"1110"=>led<="1001111";when others=>led<="1000111";end case;end process;a<=led(6);b<=led(5);c<=led(4);d<=led(3); e<=led(2);f<=led(1);g<=led(0);end art;数码管显示波形仿真：图13数码管显示波形仿真4.2.6顶层模块波形仿真图14顶层模块波形仿真5．实验小结本设计采用EDA技术，利用测频法的原理和VHDL语言，采用自上向下的设计方法，实现了一个可以测量1~999999Hz的信号频率6位频率计。