基于賽靈思FPGA的頻率計(jì)設(shè)計(jì)
首先是將頻率分頻，產(chǎn)生1HZ頻率，程序如下：
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-- 說明: 分頻模塊，將標(biāo)準(zhǔn)輸入頻率分頻為1HZ
-- 文件: fenpin.vhd
-- 作者:
-- 日期: 2012/04/09
-- 修改:
-- 軟件: Altera QuartusII 9.0
-- 芯片: Altera Cyclone FPGA (EP1C3T144C8)
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LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; --運(yùn)算符重載的一個(gè)頭文件
--實(shí)體描述部分
ENTITY fenpin IS
PORT( --端口聲明
CLKIN : IN STD_LOGIC;
CLK1HZ : OUT STD_LOGIC
);
END fenpin;
--結(jié)構(gòu)體描述部分
ARCHITECTURE bhv OF fenpin IS
SIGNAL Q : STD_LOGIC;
BEGIN
PROCESS(CLKIN) --IF語句放在進(jìn)程中
CONSTANT shuru_05CLK :integer := 50000; --shuru_05CLK是標(biāo)準(zhǔn)輸入頻率的一半，這里使shuru_05CLK=50000，
--就是假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)是100000HZ，要根據(jù)實(shí)際輸入頻率更改這個(gè)常量
VARIABLE CNT :integer := 0 ;
BEGIN
IF (CLKIN'EVENT AND CLKIN='0') THEN --功能：當(dāng)時(shí)鐘下降沿到來，判斷變量CNT=shuru_05CLK的值沒有
IF CNT=shuru_05CLK THEN -- 不等于就繼續(xù)累加，直到CNT=shuru_05CLK，此時(shí)就將信
CNT := 0; Q <= NOT Q; -- 號(hào)Q取反，并把CNT清零，也就是每shuru_05CLK（這里是
ELSE CNT := CNT + 1; -- 50000）次時(shí)鐘變化，才讓Q變一次，達(dá)到了分頻效果。
END IF;
END IF;
END PROCESS; --進(jìn)程結(jié)束
CLK1HZ <= Q ;
END bhv; --結(jié)束結(jié)構(gòu)體
其次是測(cè)頻控制模塊，主要用來產(chǎn)生1S的閘門信號(hào)，如下：
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-- 說明: 測(cè)頻控制模塊
-- 文件: kongzhi.vhd
-- 作者:
-- 日期: 2012/04/09
-- 修改:
-- 軟件: Altera QuartusII 9.0
-- 芯片: Altera Cyclone FPGA (EP1C3T144C8)
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LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
--USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; --運(yùn)算符重載的一個(gè)頭文件
--實(shí)體描述部分
ENTITY kongzhi IS
PORT( --端口聲明
CLKK : IN STD_LOGIC;
RST_CNT,CNT_EN,LOAD : OUT STD_LOGIC
);
END kongzhi;
--結(jié)構(gòu)體描述部分
ARCHITECTURE bhv OF kongzhi IS
SIGNAL Q : STD_LOGIC;
BEGIN
PROCESS(CLKK) --IF語句放在進(jìn)程中
BEGIN
IF (CLKK'EVENT AND CLKK='1') THEN
Q <= NOT Q;
END IF;
IF CLKK='0' AND Q = '0' THEN RST_CNT <= '1' ;
ELSE RST_CNT <= '0';
END IF;
END PROCESS; --進(jìn)程結(jié)束
CNT_EN <= Q ;
LOAD <= NOT Q ;
END bhv; --結(jié)束結(jié)構(gòu)體
第三步是計(jì)數(shù)器部分，對(duì)待測(cè)信號(hào)進(jìn)行頻率計(jì)數(shù)：
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-- 說明: 1位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器模塊
-- 文件: CNT10.vhd
-- 作者:
-- 日期: 2012/04/09
-- 修改:
-- 軟件: Altera QuartusII 9.0
-- 芯片: Altera Cyclone FPGA (EP1C3T144C8)
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LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; --運(yùn)算符重載的一個(gè)頭文件
--實(shí)體描述部分
ENTITY CNT10 IS
PORT( --端口聲明
CLK, CLR, EN, RESET : IN STD_LOGIC;
COUT : OUT STD_LOGIC;
Q : OUT STD_LOGIC_VECTOR ( 3 DOWNTO 0 )
);
END CNT10;
--結(jié)構(gòu)體描述部分
ARCHITECTURE bhv OF CNT10 IS
SIGNAL Q1 : STD_LOGIC_VECTOR ( 3 DOWNTO 0 );--定義四位寬的矢量型信號(hào)節(jié)點(diǎn)
BEGIN
PROCESS(CLR,CLK) --IF語句放在進(jìn)程中
BEGIN
IF RESET = '0' THEN Q1 <= "0000";COUT <= '0'; --復(fù)位信號(hào)，當(dāng)RESET為0時(shí)復(fù)位，正常為低電平
ELSIF CLR = '1' THEN Q1 <= "0000";COUT <= '0'; --清零信號(hào)，當(dāng)CLR為1時(shí)清零，正常為低電平
ELSIF CLK'EVENT AND CLK = '1' THEN
IF EN='1' THEN
IF Q1<9 THEN Q1 <= Q1+1;COUT <= '0'; --計(jì)數(shù)器未計(jì)滿9就繼續(xù)計(jì)數(shù)
ELSE Q1 <= "0000";COUT <= '1'; --計(jì)數(shù)器計(jì)滿9就清零，產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)
END IF;
END IF;
END IF;
END PROCESS; --進(jìn)程結(jié)束
Q <= Q1; --端口賦值
END bhv; --結(jié)束結(jié)構(gòu)體
第四步，將測(cè)得的頻率鎖存，即設(shè)計(jì)鎖存器：
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-- 說明: 鎖存器模塊
-- 文件: suocun.vhd
-- 作者:
-- 日期: 2012/04/09
-- 修改:
-- 軟件: Altera QuartusII 9.0
-- 芯片: Altera Cyclone FPGA (EP1C3T144C8)
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LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; --運(yùn)算符重載的一個(gè)頭文件
--實(shí)體描述部分
ENTITY suocun IS
PORT( --端口聲明
RESET, CLK1HZ : IN STD_LOGIC;
AIN0,AIN1,AIN2,AIN3 : IN STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);
Q0,Q1,Q2,Q3 : OUT STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0)
);
END suocun;
--結(jié)構(gòu)體描述部分
ARCHITECTURE bhv OF suocun IS
BEGIN
PROCESS(CLK1HZ) --這里輸入的1HZ是來自控制模塊的LOAD，LOAD是1HZ的信號(hào)
VARIABLE T3,T2,T1,T0 : STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);--定義變量
BEGIN
IF RESET = '0' THEN --復(fù)位信號(hào)為低電平有效，當(dāng)RESET=0時(shí)，將所有值清零
T3 := "0000" ;
T2 := "0000" ;
T1 := "0000" ;
T0 := "0000" ;
ELSIF (CLK1HZ'EVENT AND CLK1HZ='1') THEN --根據(jù)題目要求，LOAD上升沿鎖存數(shù)據(jù)
T3:=AIN3;
T2:=AIN2;
T1:=AIN1;
T0:=AIN0;
END IF;
Q3 <= T3;
Q2 <= T2;
Q1 <= T1;
Q0 <= T0;
END PROCESS; --進(jìn)程結(jié)束
END bhv; --結(jié)束結(jié)構(gòu)體
最后是譯碼輸出在數(shù)碼管顯示：
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-- 說明: 譯碼器設(shè)計(jì)
-- 文件: decoder.vhd
-- 作者:
-- 日期: 2012/04/09
-- 修改:
-- 軟件: Altera QuartusII 9.0
-- 芯片: Altera Cyclone FPGA (EP1C3T144C8)
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LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITY decoder IS
PORT(
ain : IN STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);
yout : OUT STD_LOGIC_VECTOR (6 DOWNTO 0)
);
END decoder;
ARCHITECTURE yimaqi OF decoder IS
BEGIN
PROCESS ( ain )
BEGIN
CASE ain IS
WHEN "0000" => yout<= "0111111"; --0
WHEN "0001" => yout<= "0000110"; --1
WHEN "0010" => yout<= "1011011"; --2
WHEN "0011" => yout<= "1001111"; --3
WHEN "0100" => yout<= "1100110"; --4
WHEN "0101" => yout<= "1101101"; --5
WHEN "0110" => yout<= "1111101"; --6
WHEN "0111" => yout<= "0000111"; --7
WHEN "1000" => yout<= "1111111"; --8
WHEN "1001" => yout<= "1101111"; --9
WHEN "1010" => yout<= "1110111"; --A
WHEN "1011" => yout<= "1111100"; --B
WHEN "1100" => yout<= "0111001"; --C
WHEN "1101" => yout<= "1011110"; --D
WHEN "1110" => yout<= "1111001"; --E
WHEN "1111" => yout<= "1110001"; --F
WHEN OTHERS => NULL;
END CASE;
END PROCESS;
END yimaqi;
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