频率测量系统的设计VHDL代码Xilinx ISE仿真

名称：频率测量系统的设计VHDL代码Xilinx ISE仿真

软件：Xilinx ISE

语言：VHDL

代码功能

该频率测量系统基于FPGA实现，主要功能包括频率控制、数据存储和LED显示。系统支持多档位频率控制，通过gear信号选择不同的频率范围。频率控制模块产生使能信号、复位信号和锁存信号，用于控制外部测量电路。LED显示模块采用动态扫描技术，驱动6位数码管显示测量结果，支持不同档位下的显示格式调整。

图片

设计文档：

代码实现思路

系统采用VHDL语言设计，包含频率控制模块和LED显示模块。频率控制模块根据档位选择不同的计数最大值，产生周期性的控制信号。LED显示模块接收8个4位数据输入，通过动态扫描方式依次显示在6位数码管上。系统采用状态机设计，确保各模块协同工作，实现精确的频率测量和显示功能。

代码结构

系统采用模块化设计：

- Frq_Ctrl.vhd - 频率控制模块，产生控制信号

- LED_DISP.vhd - LED显示模块，驱动数码管显示

- clk_div.vhd - 时钟分频模块

- counter.vhd - 计数器模块

- data_store.vhd - 数据存储模块

- test_sig.vhd - 测试信号生成模块

各模块分工明确，协同完成频率测量任务。

部分代码

-- 频率控制模块
LIBRARY ieee;
USE ieee.std_logic_1164.all;
USE ieee.std_logic_unsigned.all;
 
ENTITY Frq_Ctrl IS
   PORT (
      clk   : IN STD_LOGIC;
      en    : OUT STD_LOGIC;
      gear  : IN STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);
      rst   : OUT STD_LOGIC;
      lat   : OUT STD_LOGIC
   );
END Frq_Ctrl;
 
ARCHITECTURE behave OF Frq_Ctrl IS
   SIGNAL ctrl_cnt : STD_LOGIC_VECTOR(26 DOWNTO 0) := "010111001011001001111000000";
   SIGNAL max_num  : STD_LOGIC_VECTOR(26 DOWNTO 0) := "010110111000110110000000000";
BEGIN
   -- 档位选择
   PROCESS (clk)
   BEGIN
      IF (clk'EVENT AND clk = '1') THEN
         CASE gear IS
            WHEN "00" =>
               max_num <= "010110111000110110000000000";
            WHEN "01" =>
               max_num <= "000010010010011111000000000";
            WHEN "10" =>
               max_num <= "000000001110101001100000000";
            WHEN "11" =>
               max_num <= "010110111000110110000000000";
            WHEN others => NULL;
         END CASE;
      END IF;
   END PROCESS;
   
   -- 计数器控制
   PROCESS (clk)
   BEGIN
      IF (clk'EVENT AND clk = '1') THEN
         IF (ctrl_cnt >= max_num + "000000000000000000111110100") THEN
            ctrl_cnt <= "000000000000000000000000000";
         ELSE
            ctrl_cnt <= ctrl_cnt + "000000000000000000000000001";
         END IF;
      END IF;
   END PROCESS;
   
   -- 输出信号生成
   en <= '1' WHEN (ctrl_cnt < max_num) ELSE
         '0';
   rst <= '1' WHEN (ctrl_cnt > max_num + "000000000000000000100101100" 
           AND ctrl_cnt < max_num + "000000000000000000110010000") ELSE
          '0';
   lat <= '1' WHEN (ctrl_cnt > max_num + "000000000000000000001100100" 
           AND ctrl_cnt < max_num + "000000000000000000011001000") ELSE
          '0';
   
END behave;

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