1、设计目的和要求1、设计一个4位十进制数字频率计。
2、测量范围1~9999Hz，采用4位数码管显示，有溢出指示。
3、量程有1KHz，1MHz两档，用LED灯指示。
4、读数大于9999时，频率计处于超量程状态，发出溢出指示，下次量程，量程自动增大一档。
5、读数小时，频率计处于前量程状态，下次测量，量程自动减小一档。
6、采用记忆显示方式，在计数与显示电路中间加以锁存电路，每次计数结束，将计数结果送锁存器锁存，并保持到下一个计数结束。
2、设计原理1、基本原理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sysclk 能产生一个1s脉宽的周期信号，并对频率计的每一个计数器cntp的使能端进行同步控制。
当clK_cnt高电平时允许计数，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将计数器在前1s的计数值锁存进锁存器reg中，并由外部的7段译码器译出并稳定显示。
原理图如图1-1图1-12、模块原理根据数字频率计的基本原理，本文设计方案的基本思想是分为五个模块来实现其功能，即整个数字频率计系统分为分频模块、控制模块、计数模块、译码模块和量程自动切换模块等几个单元，并且分别用VHDL对其进行编程，实现了闸门控制信号、计数电路、锁存电路、显示电路等。
3、设计内容1、分频模块由于晶体振荡器提供的为50MHz的时钟，而在整个频率计里将用到周期为2s，半个周期为1s的闸门信号，所以我们在此模块先分频产生0.5Hz的分频信号。
always@(posedge sysclk)beginif(cnt==26’b10_1111_1010_1111_0000_1000_0000)begin clk_cnt<=~clk_cnt;cnt<=0;endelsebegin cnt<=cnt+1;endend二进制的26’b10_1111_1010_1111_0000_1000_0000，即为十进制的50x10^7，由程序中的clk_cnt<=~clk_cnt;cnt<=0;得知会产生我们想要的周期为2s的clk_int信号。
仿真电路图，经过测试，没问题下面是上个图的分解图模拟电路：设计模拟电路的原因主要有以下两点1．由于外界信号的复杂性，使得传感器直接输出的电信号可能会存在一些问题（如不稳定），这些不稳定信号如果直接送到A/D 芯片进行采样，则最终结果可能使得最后的显示值来回乱跳，而无法确定待测的外界信号到底是多少。
因此，可能需要设计一套模拟电路对传感器输出的不稳定电信号进行滤波等处理，去除干扰，使得进入A/D 转换芯片的电压值为一个稳定的信号。
2．每一个A/D 转换芯片都有一个参考电压，只有输入的模拟电压值在这个参考电压的范围内才能进行正确的转换，例如：本试验将ADC0804芯片的参考电压设置成0V ～5V ，因此如果输入的电压值大于5V ，则转换出的结果永远为0xFF,若输入的电压值小于0V,则转换出的结果永远为0，这样便无法正确的还原出被测信号的大小。
基于上述原因，我们可能需要设计一套模拟电路，传感器的输出电压值进行一些变换（放大，缩小），使得送到A/D转换芯片的电压值在转换芯片的参考电压范围内。
A/D转换芯片：即模拟/数字转换芯片，它将输入的模拟电压信号转换成单片机等控制处理器能够识别的数字二进制形式。
处理器芯片：处理器芯片有很多中（比如51单片机，ARM或者是PC上的奔腾处理器，AMD处理器）这些处理器虽然架构不一样，但是有个共同的特点，就是它们能够运行程序，因此它们能通过程序对A/D芯片送入的二进制形式的电压值进行处理，通过运算将其还原成待测的外界信号值，控制显示部件（如LCD，八段数码管）将这个值显示出来。
例如：假如ADC0804输出的二进制值0x80,则根据A/D转换公式可以推出ADC0804的输入电压大小为(0x80/0x100)*5V=2.5V。
假设信号经过模拟电路缩小了8倍，则可以推出传感器的输出电压为2.5V*8=20V,再根据传感器的转换公式（一般手册会给出）即可得到输入的外界信号的值。
显示：显示的作用是将计算出的待测外界信号的值展示给测量人员，显示的形式有很多种，如LCD，八段数码管,上位机软件等。
《FPGA设计与应用》数码管显示实验一、实验目的和要求
1．学习动态数码管的工作原理；
2．实现对EGO1开发板四位动态数码管的控制；
二、实验内容
实现对EGO1开发板四位动态数码管的控制，使其能够正常工作；
三、实验要求
在EGO1开发板上显示想要的数字。
四、操作方法与实验步骤
1、八段数码管的动态显示原理：
2、数码管显示的设计共分3个模块：
（1）数码管封装模块
（2）数码管设计模块
（3）顶层模块
数码管动态显示的MODULE实现：
模块顶层设计——显示4个（位）十进制数
逻辑实现：
确定当前显示的位
确定当前“位”需要显示的“数”：
将“数”翻译成相应的“段码”
仿真测试台代码编写与仿真测试定义时间标尺：
定义测试Moudle
实例化被测Moudle
定义激励信号与响应信号
构造激励信号：
五、实验数据记录和处理实验代码如下：
设计文件：（部分）
仿真文件：
约束文件：
六、实验结果与分析网表结构：
仿真图像：
实物图：
七、讨论和心得
通过这次实验，我学会了数码管的动态显示，每一个数码管共用一套电路，显示时只需控制哪一个数码管进行显示。
虽然一次只能控制单独一个数码管进行显示，但可以快速切换数码管显示，利用人眼的”视觉暂留"来“同步”进行显示。
最后我明白了我们不要遇到一点困难就退缩，就去向老师同学寻求帮助，自己是自己最好的老师，只有我们靠自己的不断修改出正确结果，才会对这个知识掌握的更加透彻。
4位秒表的设计与制作一、任务要求该任务要求设计并制作一个4位秒表，秒表有启动、停止和清零功能，显示时间为0到9999秒。
该任务是综合应用数码管动态显示、单片机定时计数器和中断系统设计一个具有启动、停止、清零和校时功能的，能显示0到9999秒的4位秒表。
二、设计方案提示4位秒表的设计与1位秒表设计基本相似，所不同的是4位秒表要显示4位数据，而且要有校时功能，所以它只是综合了键盘、定时器、中断系统和动态显示的应用。
多位数显示器是用数码管显示4位十进制数，如果采用数码管静态显示方法，4个数码管要占用4个I/O端口，将占用单片机的所有I/O口而无法实现其他功能，因此不能用静态显示方法实现多位数据的显示。
如何用单片机控制数码管实现多位数据的现实，而又不占用太多的I/O口呢？这就要用到--------数码管的动态显示。
4位秒表设计与1位秒表的设计在原理上是一样的，不同的是：4位秒表要显示4位数，利用前面的数码管显示方法需要4个并行I/0口，而启动停止和清零要占用2个I/O线，89C52单片机只有4个并行I/O口，因此这种显示方法不能满足4位秒表的功能。
那么，如何实现4位秒表的设计呢？这就是该任务的关键------数码管动态显示技术三、系统硬件设计参考：4位秒表电路原理图如图3-21所示，有启动停止、清零和校时电路；数码管的位选端分别接P2口的P2.0~P2.3，段选端接P0口，74LS245是驱动电路。
图3-21 4位秒表电路原理图硬件电路设计图3-17 4位数据显示器的硬件原理图图3-17是4位数据显示器的硬件原理图，数码管是共阳连接，P2口输出显示段码，74LS245驱动数码管显示，CE是片选端，低电平有效；4位数码管的公共端分别由P3.0、P3.1、P3.2、P3.3控制。
四、系统软件设计参考程序//功能：4位数码管动态显示“1234”//函数名：delay50ms//函数功能：采用定时器1、工作方式1实现50ms延时，晶振频率12MHz//形式参数：无//返回值：无void delay50ms(){ TH1=0x3c; // 置定时器初值TL1=0xb0;TR1=1; // 启动定时器1while(!TF1); // 查询计数是否溢出，即定时到，TF1=1TF1=0; // 50ms定时时间到，将定时器溢出标志位TF1清零}void main() //主函数{unsigned char led[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92}; //设置数字0～5字型码unsigned char i,w;TMOD=0x10; //设置定时器1工作方式1while(1) {w=0x01; //位选码初值为01Hfor(i=0;i<4;i++){P2=~w; //位选码取反后送位控制口P2口w<<=1; //位选码左移一位，选中下一位LEDP1=led[i]; //显示字型码送P1口delay50ms(); //延时50ms}}}4位秒表流程图如图3-22所示：包括主函数流程、定时器中断函数和显示函数流程图。
