数字逻辑数字频率计的设计课程设计报告

数电课程设计报告：频率计目录一、设计指标二、系统概述1.设计思想2.可行性论证3.工作过程三、单元电路设计与分析1.器件选择2.设计及工作原理分析四、电路的组构与调试1.遇到的问题2.现象记录及原因分析3.解决与结果4.功能的测试方法、步骤、设备、记录的数据五、总结1.体会2.电路总图六、参考文献一、设计指标设计指标：要求设计一个测量TTL方波信号频率的数字系统。

测试值采用4个LED七段数码管显示，并以发光二极管只是测量对象（频率）的单位：Hz、kHz。

频率的测量范围有四档量程。

1）测量结果显示四位有效数字，测量精度为万分之一。

2）频率测量范围：100.1Hz——999.9kHz，分为：第一档：100.0Hz——999.9Hz第二档：1.000kHz——9.999kHz第三档：10.00kHz——99.99kHz第四档：100.0kHz——999.9kHz3）量程切换可以采用两个按键SWB、SWA手动切换。

扩展要求：一、当被测频率大于999.9kHz，超出最大值时，设置亮一个警灯，并同时发出报警声音。

二、自动切换量程提示：1.计数器计到9999时，产生溢出信号CO，启动量程加档。

2.显示不足4位有效数字时量程减档。

三、各量程输出信号的频率最高位有效数字为1、2、3、4、5、6、7、8、9。

二、系统概述1.设计思想周期性信号频率可通过记录信号在1s内的周期数来确定其频率。

累计标准时间Ts中被测信号的脉冲个数Nx，被测信号频率：fx≈Nx/Ts测量时间Ts选择：由于测量时间Ts需要根据被测信号的频率切换，所以通常对振荡时钟进行分频以获得不同的定时时间。

采样定时、显示锁存、计数器清零的控制时序波形图2.可行性论证用计数器实现记录周期数的功能；用时基信号产生计数时间作为采样时间；用四位动态扫描通过数码管显示结果；因为如果计数器直接把数据输入到数码管显示，那么数码管的数据就会不断变化，累计增加的情况，所以采用锁存器，在每个时间信号内，通过一个高电平使能有效，将计数器的数值锁存到寄存器或者锁存器；为了不要让每次锁存的数据会比上次增加一个基数，而计数器的连续计数累积计数，所以要对每次锁存后立即清零，让计数器从零开始计数。

资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载数字电路课程设计—数字频率计设计报告地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容课题：数字频率计摘要本文介绍了一种基于TTL系列芯片的简易数字频率计。

数字频率计应用所学的数字电路知识进行设计。

电路由放大整形电路、时基电路、逻辑控制电路、计数锁存电路及译码显示电路组成。

能够较精准的测量幅值在0.2V~5V的正弦波、三角波、方波的频率。

测量范围能够达到1Hz~9999Hz。

关键词：频率计，TTL芯片，数字电路AbstractIn this paper,a design of simple digital cymometer based on the TTL serises chips was described.This design is based on the knowledge about the digital circuit we learned.It consists of amplifier and shaping circuit , time-base circuit, control circuit, latch circuit and decoding count show circuit.It can be used to accurately detect the frequency of sine wave, triangle wave and square wave accurately that the amplitude is between 0.2V and 5V. Detecting range can be achieved 1Hz ~ 9.99kHz..Key words: cymometer, the TTL series chips,digital circuit目录TOC \o "1-3" \h \u HYPERLINK \l "_Toc234898046" 摘要PAGEREF _Toc234898046 \h IHYPERLINK \l "_Toc234898047" 关键词 PAGEREF_Toc234898047 \h IHYPERLINK \l "_Toc234898048" Abstract PAGEREF_Toc234898048 \h IIHYPERLINK \l "_Toc234898049" 引言 PAGEREF _Toc234898049 \h 1HYPERLINK \l "_Toc234898050" 1 总体方案设计 PAGEREF _Toc234898050 \h 2HYPERLINK \l "_Toc234898051" 2 单元电路设计 PAGEREF _Toc234898051 \h 3HYPERLINK \l "_Toc234898052" 2.1 放大整形电路 PAGEREF _Toc234898052 \h 3HYPERLINK \l "_Toc234898053" 2.1.1 方案一 PAGEREF_Toc234898053 \h 3HYPERLINK \l "_Toc234898054" 2.1.2 方案二 PAGEREF_Toc234898054 \h 4HYPERLINK \l "_Toc234898055" 2.1.3 方案对比 PAGEREF_Toc234898055 \h 4HYPERLINK \l "_Toc234898056" 2.2 时基电路 PAGEREF_Toc234898056 \h 5HYPERLINK \l "_Toc234898057" 2.2.1 方案一 PAGEREF_Toc234898057 \h 5HYPERLINK \l "_Toc234898058" 2.2.2 方案二 PAGEREF_Toc234898058 \h 5HYPERLINK \l "_Toc234898059" 2.2.3 方案对比 PAGEREF_Toc234898059 \h 6HYPERLINK \l "_Toc234898060" 2.3 逻辑控制电路 PAGEREF _Toc234898060 \h 6HYPERLINK \l "_Toc234898061" 2.4 计数器 PAGEREF_Toc234898061 \h 7HYPERLINK \l "_Toc234898062" 2.5 锁存器 PAGEREF_Toc234898062 \h 8HYPERLINK \l "_Toc234898063" 3 主要参数计算 PAGEREF _Toc234898063 \h 9HYPERLINK \l "_Toc234898064" 3.1 时基电路参数 PAGEREF _Toc234898064 \h 9HYPERLINK \l "_Toc234898065" 3.2 逻辑控制电路 PAGEREF _Toc234898065 \h 9HYPERLINK \l "_Toc234898066" 4 总体电路设计 PAGEREF _Toc234898066 \h 10HYPERLINK \l "_Toc234898067" 5 仿真结果 PAGEREF_Toc234898067 \h 12HYPERLINK \l "_Toc234898068" 6 实物测试结果分析 PAGEREF _Toc234898068 \h 14HYPERLINK \l "_Toc234898069" 7 体会与心得 PAGEREF_Toc234898069 \h 15HYPERLINK \l "_Toc234898070" 8 参考文献 PAGEREF_Toc234898070 \h 16HYPERLINK \l "_Toc234898071" 附录一电路实物图 PAGEREF_Toc234898071 \h 17HYPERLINK \l "_Toc234898072" 附录二元件清单 PAGEREF_Toc234898072 \h 18引言在电子技术中，频率是一个重要参量。

数字频率计设计报告数字频率计是一种用于测量信号频率的仪器，广泛应用于电子领域。

本文将针对数字频率计的原理、工作方式以及应用进行详细介绍。

一、引言数字频率计是一种基于数字信号处理技术的测量仪器，它能够精确地测量信号的频率。

它广泛应用于通信、无线电、音频和视频等领域，对于各种信号的频率测量具有重要意义。

二、原理数字频率计的测量原理基于信号的周期性特征。

当一个信号通过数字频率计时，它会被转换成数字信号，并通过计数器进行计数。

通过计数器的计数结果和时间基准的参考值进行比较，就可以得到信号的频率。

三、工作方式数字频率计的工作方式通常分为两种：直接计数法和间接计数法。

1. 直接计数法：该方法直接对信号进行计数，通过计数器对信号的脉冲进行计数，并将计数结果进行处理得到频率值。

这种方法简单直接，但对于高频率信号的计数精度较低。

2. 间接计数法：该方法通过将信号的频率分频至低频范围内进行计数。

通过将高频信号分频后再进行计数，可以提高测量的精度。

四、应用数字频率计在各个领域都有广泛的应用，以下是一些常见的应用场景：1. 通信领域：数字频率计在通信系统中被用于测量信号的载波频率，确保信号的稳定传输。

同时，数字频率计还可以用于频率偏移的测量，以评估通信系统的性能。

2. 无线电领域：数字频率计被用于测量无线电频率，对于射频信号的测量具有重要意义。

它可以用于无线电台站的调试和维护，以确保无线电信号的质量和稳定性。

3. 音频和视频领域：数字频率计在音频和视频设备的校准和测试中被广泛应用。

它可以测量音频和视频信号的频率，以确保音频和视频设备的正常工作。

4. 科学研究领域：数字频率计在科学研究中也起到了重要的作用。

比如，在天文学研究中，数字频率计可以用于测量天体的射电信号频率，从而研究宇宙的演化和结构。

五、总结数字频率计作为一种精确测量信号频率的仪器，在电子领域中有着广泛的应用。

本文从原理、工作方式和应用等方面对数字频率计进行了详细介绍。

综合电子课程设计--基于FPGA的数字频率计班级： 0410101班作者:同组:２０１３年１１月３日目录1．实验内容及要求 (3)２.实验原理 (3)２.１频率测量原理 (3)２.２周期测量原理 (3)３.试验方案介绍 (4)３.１系统整体逻辑框图 (4)３.２测试信号源模块 (4)３.３频率测试模块 (5)３.４频率测试模块 (5)３.４分频模块 (6)３.４.1系统５０Ｍ时钟分频得到2HZ信号 (6)３.４.２系统５０Ｍ时钟分频得到2MHZ信号 (6)３.5频率周期测试切换模块 (7)３.6系统显示模块 (8)4. FPGA的资源分配介绍 (9)4.1 FPGA的引脚资源分配 (9)4.2 FPGA的系统资源占用情况 (9)5. 课设收获及感想 (9)6. 附录 (10)6.1 Verilog语言程序源代码 (10)基于FPGA的数字频率计系统1．实验内容及要求信号频率和周期测量信号：脉冲波；频率：1Hz～100KHz２.实验原理２.１频率测量原理测量频率的基本方法是在单位时间（如２s）内统计待测信号的周期数。

本设计采用等精度测量法，使门控信号和被测信号同步，消除对被测信号计数产生的一个脉冲的误差，在测量过程中分别对被测信号和标准信号同时计数。

测量的具体方法是：首先给个闸门开启信号（预置闸门信号），此时计数器并不开始计数，而是等被测信号的上升沿到来时计数器才开始计数，然后预置闸门信号关闭信号（下降沿），计数器并不立即停止计数，而是等到被测信号上升沿来到时才停止计数，完成一次测量过程，过程如下图所示。

图２.１频率测试原理设计时，采用门控信号为２S，因此，测得的标准信号N s为1，故，被测信号Nx的值，即为实际的频率值，可以处理后直接显示。

２.２周期测量原理测量周期的基本方法是在待测信号一个周期内对高频脉冲信号（如２MHz）进行计数。

以待测信号作为闸门信号的开启，在待测信号的一个周期内高电平的期间对２ＭＨＺ标准信号进行计数，计出来的数为Ｎ，对应的信号周期即为Ｎ，单位为微秒。

数字频率计的设计实验报告实验名称：数字频率计的设计实验日期：2021年7月1日实验目的：设计并实现一个基于计数器的数字频率计，使用计数器测量输入信号的频率，并将结果显示在数码管上。

实验器材：FPGA开发板、数字频率计模块、计数器模块、数码管模块。

实验原理：1. 计数器模块设计一个计数器模块，用于计数示波器输入脉冲信号的时间。

计数器的计数时间可以根据需要进行调整。

2. 数字频率计模块设计一个数字频率计模块，用于将计数器的计数时间转换为输入信号的频率。

通过计算计数器的计数值来计算频率，并将结果显示在数码管上。

3. 数码管模块设计一个数码管模块，用于将数字频率计模块计算出的频率值转换为可以在数码管上显示的数码。

实验步骤：1. 搭建实验电路将FPGA开发板连接到计数器模块、数字频率计模块和数码管模块。

2. 编写Verilog代码根据上述原理，编写计数器模块、数字频率计模块和数码管模块的Verilog代码。

3. 编译代码并下载到FPGA开发板使用Xilinx Vivado软件将Verilog代码编译成比特流文件，并将比特流文件下载到FPGA开发板中。

4. 测试实验将示波器的输出信号连接到数字频率计的输入端，并将数字频率计连接到数码管。

通过计算数字频率计的输出，验证数字频率计的测量准确性。

实验结果：经过测试，数字频率计的测量准确度在实验误差范围内。

输入不同频率的信号时，数码管能够正确显示频率值。

实验总结：通过本次实验，成功设计并实现了一个基于计数器的数字频率计。

该实验不仅巩固了计数器、数码管等模块的设计知识，也提高了学生的Verilog编程能力。

在实验中，学生还学习了如何使用FPGA开发板进行数字电路实验，以及测试和验证数字电路的方法和技巧。

数字频率计课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 让学生理解数字频率计的基本原理，掌握频率、周期等基本概念；2. 使学生掌握数字频率计的使用方法，能够正确操作仪器进行频率测量；3. 引导学生运用已学的数学知识，对测量数据进行处理，得出正确结论。

技能目标：1. 培养学生动手操作仪器的技能，提高实验操作能力；2. 培养学生运用数学知识解决实际问题的能力，提高数据分析处理技能；3. 培养学生团队协作能力，提高实验过程中的沟通与交流技巧。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对物理实验的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生严谨的科学态度，养成实验过程中认真观察、准确记录的好习惯；3. 引导学生认识到物理知识在实际应用中的价值，提高学以致用的意识。

课程性质：本课程为物理实验课，结合数字频率计的原理与应用，培养学生的实践操作能力和数据分析能力。

学生特点：六年级学生具备一定的物理知识和数学基础，对实验操作充满好奇，具备初步的团队合作能力。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，以学生为主体，引导学生主动参与实验过程，培养其动手能力和解决问题的能力。

通过课程目标的分解，使学生在实验过程中达到预期的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 数字频率计基本原理：- 频率、周期的定义与关系；- 数字频率计的工作原理；- 数字频率计的测量方法。

2. 实验操作技能：- 数字频率计的操作步骤；- 实验过程中的注意事项；- 数据记录与处理方法。

3. 教学大纲：- 第一课时：介绍数字频率计的基本原理，让学生了解频率、周期的概念及其关系；- 第二课时：讲解数字频率计的工作原理，引导学生掌握其操作方法；- 第三课时：分组进行实验操作，让学生动手测量不同频率的信号；- 第四课时：对测量数据进行处理与分析，培养学生数据分析能力；- 第五课时：总结实验结果，讨论实验过程中遇到的问题及解决办法。

4. 教材章节：- 《物理》六年级下册：第六章《频率与波长》；- 《物理实验》六年级下册：实验八《数字频率计的使用》。

目录第一章设计指标 (1)1.1功能要求 (1)1.2参数指标 (1)第二章系统概述 (2)2.1设计思想 (2)2.2可行性论证 (2)2.3各功能的组成 (2)2.4总体工作过程 (2)第三章单元电路设计与分析 (4)3.1各单元电路的选择 (4)3.2设计及工作原理分析 (11)第四章电路的组构与调试 (13)4.1 遇到的主要问题 (13)4.2 现象记录及原因分析 (13)4.3 解决措施及效果 (14)4.4 功能的测试方法、步骤、设备、记录的数据 (14)第五章结束语 (15)5.1对设计题目的结论性意见及进一步改进的意向说明 (15)5.2 总结设计的收获与体会 (15)附图(电路图、电路总图) (16)参考文献 (17)第一章 设计指标1.1 功能要求1、整体功能要求要求设计一个测量TTL 方波信号频率的数字系统。

用按键选择测量信号频率。

测量值采用4个LED 七段数码管显示，并以发光二极管指示测量对象：频率以及测量值得单位：Hz 、kHz 。

频率的测量范围有四档量程。

1）测量结果显示4位有效数字，测量精度为万分之一。

2）频率测量范围：100.0Hz~999.9kHz ，分为4档。

第一档：100.1Hz~999.9Hz 第二档：1.000kHz~9.999kHz 第三档：10.00kHz~99.99kHz 第四档：100.0kHz~999.9kHz3)量程切换可以采用两个按键SWB 、SWA 手动切换。

1.2参数指标1、主要参数指标1）测量范围：被测信号的最高频率和最低频率。

2）测量精度：测量数字值的有效位。

3）测量误差：主要有计数误差和时基误差。

① 时基误差——定时时间不准造成的误差，与被测信号频率及数值有效位无关， 为恒定值：② 计数误差——由于输入信号与标准定时信号不同步，可能产生1个脉冲的误差。

测量值有效位越多，计数相对误差越小： 累计标准时间TS 中被测信号的脉冲个数NX ，被测信号频率：%100Δ1ΔX ⨯≈Sf f %100ΔX ⨯≈Xsf f f SXX T N f ≈第二章系统概述2.1设计思想1、周期性信号频率的物理意义是信号在1s时间内的周期数，单位有赫兹(Hz)、千赫兹(kHz)、兆赫兹(MHz)等；2、数字频率计的基本原理是测量周期性信号在单位时间内的信号周波数，所以它的主要电路是计数器，需要控制的是计数器的输入脉冲和计数时间，其输入脉冲为被测信号，计数时间为时基信号的周期(单位时间)。

简易数字频率计课程设计报告《简易数字频率计课程设计报告》一、设计目的和背景随着科技的不断发展和普及，计算机已经成为人们生活中不可或缺的一部分。

而数字频率计作为一种常见的电子测量仪器，在工业控制、电信通讯等领域有着广泛的应用。

本课程设计旨在通过设计一款简易的数字频率计，以帮助学生深入了解数字频率计的工作原理和设计方法。

二、设计内容和步骤1. 学习数字频率计的基本原理和工作方式：介绍数字频率计的基本功能、硬件组成和工作原理。

2. 设计数字频率计的主要电路：通过研究数字频率计的电路原理图，设计出适用于本设计要求的主要电路。

3. 制作数字频率计的原型：使用电子元器件将电路图中设计的电路进行实际制作，制作出数字频率计的原型。

4. 测试数字频率计的性能：通过对数字频率计进行各种频率波形的测试，验证其测量准确性和稳定性。

5. 优化和改进设计：根据测试结果和用户反馈，对数字频率计的电路和功能进行进一步优化和改进。

三、预期效果和评价标准通过本课程设计，预期学生能够掌握数字频率计的基本工作原理、主要电路设计和制作方法，并且能够针对实际需求进行优化和改进。

评价标准主要包括学生对数字频率计原理的理解程度、电路设计的准确性和创新性，以及对数字频率计性能进行测试和改进的能力。

四、开展方式和时间安排本课程设计可以结合理论学习和实践操作进行，建议分为以下几个阶段进行：1. 第一阶段（1周）：学习数字频率计的基本原理和工作方式。

2. 第二阶段（1周）：设计数字频率计的主要电路。

3. 第三阶段（2周）：制作数字频率计的原型，并进行性能测试。

4. 第四阶段（1周）：优化和改进数字频率计的设计。

总共需要约5周的时间来完成整个课程设计。

五、所需资源和设备1. 教材教辅资料：提供数字频率计的基本原理和电路设计方法的教材或教辅资料。

2. 实验设备和工具：数字频率计的主要电路所需的电子元器件、测试仪器和焊接工具等。

3. 实验环境：提供安全、稳定的实验室环境，以及必要的计算机软件支持。

引言近年来, 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.在电子系统非常广泛应用领域内, 到处可见到解决离散信息的数字电路。

供消费用的微波炉和电视、先进的工业控制系统、空间通讯系统、交通控制雷达系统、医院急救系统等在设计过程中无一不用到数字技术。

数字电路制造工业的进步, 使得系统设计人员能在更小的空间内实现更多的功能, 从而提高系统可靠性和速度。

数字集成电路具有结构简朴（如其中的晶体管是工作于饱和与截止2种状态, 一般不设偏置电流）和同类型电路单元多（如一个计数系统需要很多同类型的触发器和门电路）的特点, 因而容易是高集成度和归一化。

由于数字集成电路与电子计算机的发展紧密相关, 因而发展不久, 目前已是集成电路中产量最高、集成度最大的一种器件。

集成电路的类型很多, 从大的方面可分为模拟和数字集成电路两大类。

虽然它们都可模拟具体的物理过程, 但其工作方式有着很大的不同。

甚至也许完全不同。

电路中的工作信号通常是用电脉冲表达的数字信号。

这种工作方式的信号, 可以表达2种截然不同的现象。

如以有脉冲表达“1”, 无脉冲便表达“0”；以“1”表达“真”, 则“0”便表达“假”, 等等。

反之亦然。

这就是“数字信号”的含义。

所以, “数字量”不是连续变化的量, 其大小往往并不改变, 但在时间分布上却有着严格的规定, 这是数字电路的一个特点。

数字式频率计基于时间或频率的A/D转换原理, 并依赖于数字电路技术发展起来的一种新型的数字测量仪器。

由于数字电路的飞速发展, 所以, 数字频率计的发展也不久。

通常能对频率和时间两种以上的功能数字化测量仪器, 称为数字式频率计(通用计数器或数字式技术器)。

在电子测量技术中, 频率是一个最基本的参量, 对适应晶体振荡器、各种信号发生器、倍频和分频电路的输出信号的频率测量, 广播、电视、电讯、微电子技术等现代科学领域。

电气与信息工程学院数字频率计设计报告书前言摘要：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,其中数字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。

其原理为通过测量一定闸门时间内信号的脉冲个数。

本文阐述了设计了一个简单的数字频率计的过程。

关键词：频率计，闸门，逻辑控制，计数-锁存目录第一章设计目的第二章设计任务和设计要求2.1 设计任务及基本要求2.2.系统结构要求第三章系统概述3.1概述3.2设计原理及方案第四章单元电路设计及分析4.1 时基电路4.2逻辑控制电路4.3计数电路4.4锁存电路4.5显示译码电路4.6 闸门电路第五章安装与调试过程5.1 电路的安装过程5.2 电路的调试过程5.3 出现的问题及解决办法第六章结果分析第七章收获与体会第八章元件清单第九章实现结果实物图附录A 参考文献第一章设计目的：1.了解数字频率计测量频率与测量周期的基本原理；2.熟练掌握数字频率计的设计与调试方法及减小测量误差的方法。

3.本设计与制作项目可以进一步加深我们对数字电路应用技术方面的了解与认识，进一步熟悉数字电路系统设计、制作与调试的方法和步骤。

4.针对电子线路课程要求，对我们进行实用型电子线路设计、安装、调试等各环节的综合性训练，培养我们运用课程中所学的理论与实践紧密结合，独立地解决实际问题的能力。

第二章设计任务及要求：2.1设计任务及基本要求：设计一简易数字频率计，其基本要求是：1)测量频率范围0～9999Hz；2)最大读数9999HZ,闸门信号的采样时间为1s；.3)被测信号可以是正弦波、三角波和方波；4)显示方式为4位十进制数显示；5)完成全部设计后，可使用EWB进行仿真，检测试验设计电路的正确性。

2.2.系统结构要求数字频率计的整体结构要求如图所示。

实验四数字频率计设计（1）【实验目的】1．掌握数字频率计的Verilog描述方法；2．学习设计仿真工具的使用方法；3．学习层次化设计方法；【实验内容】1．用4位十进制计数器对用户输入时钟进行计数, 计数间隔为1秒, 计数满1秒后将计数值（即频率值）锁存到4位寄存器中显示, 并将计数器清0, 再进行下一次计数。

2．为上述设计建立元件符号【实验原理】设计clk为1秒的计数器, 对用户输入的时钟进行计数, 所以记数间隔为1秒。

而在计数器后是寄存器, 所以可以将产生的数据放在寄存器里进行寄存, 然后再进行4位到7位转换, 在led上显示。

【程序源代码】（加注释）module CNT(CLKK,CNT_EN,RST_CNT,LOAD);input CLKK;output CNT_EN,RST_CNT,LOAD;wire CNT_EN,LOAD;reg RST_CNT,div2clk;always @(posedge CLKK) //定义CLKK为上升沿敏感信号div2clk<=~div2clk;always@(CLKK or div2clk)beginif(CLKK==1'b0&div2clk==1'b0)RST_CNT<=1'b1; //使用非阻塞赋值语句else RST_CNT<=1'b0;endassign LOAD=~div2clk;assign CNT_EN=div2clk;endmodule //模块结束module C10(CLK,EN,RST,COUT,DOUT);input CLK,EN,RST;output COUT;output [3:0]DOUT; //定义DOUT为4位带宽reg[3:0]Q; //定义Q为4位位宽reg COUT;assign DOUT=Q;always@(posedge CLK or posedge RST)beginif(RST)Q=0;else if(EN)beginif(Q<9)Q=Q+1; //当Q小于9时Q=Q+1else Q=0;endendalways@(Q)if(Q==4'b1001) //当Q为4位的1001时执行语句COUT=1;elseCOUT=0;endmodulemodule RGB4(DIN,LOAD,Dout);input LOAD;input [3:0] DIN; //定义DIN为4位位宽output [3:0] Dout;reg [3:0] Dout; //定义Dout为4位位宽的寄存器变量always@(posedge LOAD)Dout=DIN;endmodulemodule LED(in,led7);input [3:0] in;output [6:0] led7;reg [6:0] led7; //定义了led7为4位位宽的寄存器变量always@(in)begincase(in) //使用case语句0:led7<=7'b0111111; //in=0时输出7位的二进制01111111:led7<=7'b0000110; // in=1时输出7位的二进制00001102:led7<=7'b1011011; // in=2时输出7位的二进制10110113:led7<=7'b1001111; // in=3时输出7位的二进制10011114:led7<=7'b1100110; // in=4时输出7位的二进制11001105:led7<=7'b1101101; //in=5时输出7位的二进制11011016:led7<=7'b1111101; // in=6时输出7位的二进制11111017:led7<=7'b0000111; // in=7时输出7位的二进制00001118:led7<=7'b1111111; // in=8时输出7位的二进制11111119:led7<=7'b1101111; // in=9时输出7位的二进制1101111default led7<=7'b1110111; //当出现错误时输出7位二进制1110111endcaseendendmodulemodule freg(CLK1,UCLK,led0,led1,led2,led3,rst,en,load);input CLK1,UCLK;output[6:0] led0,led1,led2,led3;output rst,en,load;wire [3:0] dout0,dout1,dout2,dout3, //定义dout0, dout1, dout2, dout3为网线型变量trs0,trs1,trs2,trs3;wire inload,inrst,inen,co,c1,c2; //定义inload, inrst, inen, c1, c2为网线型变量assign rst=inrst,load=inload,en=inen;CNT u1(.CLKK(CLK1),.CNT_EN(inen),.RST_CNT(inrst),.LOAD(inload)); //例化CNT模块C10 u2(.CLK(UCLK),.EN(inen),.RST(inrst),.COUT(c0),.DOUT(dout0));C10 u3(.CLK(c0),.EN(inen),.RST(inrst),.COUT(c1),.DOUT(dout1));C10 u4(.CLK(c1),.EN(inen),.RST(inrst),.COUT(c2),.DOUT(dout2));C10 u5(.CLK(c2),.EN(inen),.RST(inrst),.DOUT(dout3));RGB4 u6(.DIN(dout0),.LOAD(inload),.Dout(trs0));RGB4 u7(.DIN(dout1),.LOAD(inload),.Dout(trs1));RGB4 u8(.DIN(dout2),.LOAD(inload),.Dout(trs2));RGB4 u9(.DIN(dout3),.LOAD(inload),.Dout(trs3));LED u10(.in(trs0),.led7(led0));LED u11(.in(trs1),.led7(led1));LED u12(.in(trs2),.led7(led2));LED u13(.in(trs3),.led7(led3));endmodule【仿真和测试结果】【元件符号与总框图】【硬件仿真结果】:【实验心得和体会】随着做实验的次数越来越多, 我对QuartusII越来越熟悉, 对EDA也越来越熟悉, 对于这门课程也越来越有兴趣了, 我将会在接下来的学习中继续努力学习。

一、实训目的1. 熟悉数字频率计的原理和设计方法。

2. 学会使用数字电路设计工具进行电路设计。

3. 提高实际动手能力，培养创新思维。

4. 增强团队协作意识。

二、实训内容本次实训以设计一款简易数字频率计为目标，主要内容包括：1. 确定设计指标和功能要求。

2. 设计数字频率计的硬件电路。

3. 编写程序实现频率计的功能。

4. 进行电路调试和测试。

三、设计指标和功能要求1. 频率测量范围：1Hz～99.99kHz。

2. 波形测量：正弦波、方波、三角波等。

3. 数码显示：LCD1602液晶显示屏。

4. 量程选择：手动切换。

5. 误差：≤±1%。

四、硬件电路设计1. 信号输入电路：采用LM324运算放大器作为信号放大和整形电路，确保信号幅度在1Vpp以上。

2. 分频电路：采用74HC390计数器进行分频，将输入信号频率降低到计数器可计数的范围内。

3. 计数电路：采用74HC595移位寄存器实现计数功能，计数结果通过串口输出。

4. 显示电路：采用LCD1602液晶显示屏显示频率值。

5. 控制电路：采用AT89C52单片机作为主控制器，负责信号处理、计数、显示和量程切换等功能。

五、程序设计1. 初始化：设置计数器初值、波特率、LCD1602显示模式等。

2. 主循环：检测信号输入、计数、计算频率、显示结果。

3. 信号处理：对输入信号进行放大、整形、分频等处理。

4. 计数：根据分频后的信号频率，对计数器进行计数。

5. 计算频率：根据计数结果和分频系数计算实际频率。

6. 显示：将计算出的频率值通过串口发送到LCD1602显示屏。

7. 量程切换：根据手动切换的量程，调整分频系数。

六、电路调试与测试1. 调试信号输入电路，确保信号幅度在1Vpp以上。

2. 调试分频电路，确保分频后的信号频率在计数器可计数的范围内。

3. 调试计数电路，确保计数器能够正确计数。

4. 调试显示电路，确保LCD1602显示屏能够正确显示频率值。

数字式频率计设计报告一、内容摘要在电子技术中，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。

本次课程设计的目的是根据已经学到的知识，按照这次课程设计的要求设计一个简易的数字式频率计，要求频率计范围内能测出所输入信号的频率。

测量频率的方法有多种，中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，其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。

二、设计内容及要求：1、被测量信号：方波、正弦波、三角波，0~4V；2、测量频率范围: 1Hz~9999Hz；3、测量精度误差为1HZ；4、显示方式：用LED数码管显示4位十进制频率数值；5、时基电路由555构成的多谐振荡器产生三、设计原理及方案数字频率计就是直接用十进制的数字来显示被测信号频率。

可以测的方波的频率，通过放大正行处理，它可还以测量正弦波、三角波和尖脉冲信号的频率。

所谓频率就是在单位时间（1s）内周期信号的脉冲个数。

若在一定时间间隔T内测得周期信号的脉冲个数N，则其频率为f=N/T，据此，设计方案框图如图1所示：图1 数字频率计组成框图图中脉冲形成的电路的作用是将被测信号变成脉冲信号，其重复频率等于被。

，时间基准信号发生器提供标准的时间脉冲信号，若其周期为测信号的频率fＸ1s，则门控电路的输出信号也就是闸门信号持续时间也会等于1s。

闸门电路由闸门信号进行控制当闸门号到来时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门被送到计数器译码显示电路。

闸门信号结束时，闸门关闭，计数器得的脉冲数N是在1= N Hz。

秒时间内的累计数，所以被测频率fＸ1.设计原理由逻辑电路组成的频率计，大多是由中小规模的集成芯片按照逻辑原理组合而成，其结构复杂，组装、调试比较麻烦；但是我们所学的知识大部分是集成芯片，所以只用中小型规模的集成芯片组成的逻辑电路，有多个单元组成而成的简易数字频率计。

图2原理方框图测频法：又称为M法测量频率的原理框图如图2.测量频率共有4个档位。