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1、EDA课程设计,一、设计要求,基本部分：设计一个六位数字频率计，频率测量结果在六位LED数码管上显示，显示时间可设定为2秒左右延迟，一次测试完毕后将所有计数器复位即清零，并采集显示下一次被测信号的频率。复位清零时间可设定为1秒左右。此延迟信号及复位信号均由闸门控制电路产生。采用原理图输入 提高部分：增加本数字频率计的测量范围，用量程选择开关实现；有超量程溢出标志；采用VHDL语言编写，或者语言编写与原理图的混合使用。根据此部分的完成情况，在基本分的基础上加分。,二、报 告 要 求,按统一规定格式编写设计报告： (1)根据设计题目和任务，论述自己的设计方案，总体框图的构成，必要的设计计算和各部分
2、电路原理的简述； (2)画出逻辑电路图； (3)程序的编写； (4)写出元件的明细表； (5)调试的记录及精度分析； (6)学习心得体会。,三、六位数字频率计原理,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fN/T，其中f为被测信号频率，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。计数器记录的结果即为被测信号的频率。例如，在1s内记录100个脉冲，则被测信号的频率为100Hz。,（一）原理方框图介绍,图1 数字频率计原理方框图,图中闸门受控制电路来的门控信号控制，在门控信号为逻辑1电 平的时候，闸门打开，输入信号通过闸门到达计数显示电路，而当 门控信号为低电平时，闸
3、门关闭，输入信号不能通过闸门。这样， 计数显示电路所记录和显示的只是门控信号作用期间即闸门时间内， 输入脉冲的个数。,（二）单元电路的设计及其工作原理,(1)、石英晶体振荡电路、分频电路 (2)、计数电路 (3)、闸门控制电路 (4)、闸门电路 (5)、译码显示电路,（1）振荡电路和分频电路,振荡电路和分频电路 在本设计中，此部分可以由EDA实验箱提供（CLOCK1）,输出一个1HZ的标准方波信号。,（2）计数电路,（2）计数电路 十进制计数器可直接采用中规模集成电路74LS162十进制同步计数器，也可采用74LS390双2510进制异步计数器。,74LS162A为内部超前进位的高速十进制可预
4、置同步计数器，它由四个D型触发器和若干门电路构成，具有计数、预置存数、禁止、同步清除等功能，该电路采用同时控制所有触发器的方法实现同步工作。,（2）计数电路,采用74LS390双2510进制异步计数器:,图192(a) 74LS390引脚排列图,这种双单片电路封在一个封装中，其中每一个都包括有四个JK触发器和附加门，以构成两个独立的4位计数器。74LS390采用双时钟脉冲输入端，包括两个2分频和两个5分频计数器，用它可以实现2分频、5分频乃至100分频的任何累加倍数的周期长度。,（3）闸门控制电路,闸门受控制电路来的门控信号控制，在门控信号为逻辑1电平的时候，闸门打开，输入信号通过闸门到达计数
5、显示电路，而当门控信号为低电平时，闸门关闭，输入信号不能通过闸门。根据设计要求，计数（闸门开启）时间为1秒，显示时间为2秒，还需要一个复位信号对计数器清零，以准备进行下一次频率测量。被测信号与控制信号间的时序关系如图223所示。,（3）闸门控制电路,门控信号及复位信号的周期均为4秒，需要设计一个模4计数器，可选用中规模集成器件74LS194双向移位寄存器来完成，在设计过程中应使该计数器具备自启动功能。 移位寄存器是具有移位功能的寄存器。它由触发器链型连接而成，每个触发器的输出接下一级触发器的控制输入端，所有触发器在同一移存脉冲CP作用下发生状态转移。 74LS194是同时具有左移和右移功能的四
6、位移位寄存器。 74LS194由四个主从型RS触发器及若干门电路构成。它具有串行左移、串行右移、并行送数、保持及清除五种功能。其中Cr为清除端，S1、S0为状态控制端。S1、S0控制移位寄存器实现各种不同的功能。D0、D1、D2、D3为并行数据输入端。SL、SR分别为移位寄存器在执行左移和右移功能时的数据输入端。,（3）闸门控制电路,移位寄存器型计数器 利用移位寄存器可构成移存型环形计数器。在循环前，先使S0S11，让预置数并行置入，然后再改变S0 和S1的电平，使预置数左循环或右循环。例如，预置数为1000时，使S10，S01，SRQ3，则该环形计数器的有效循环为：,SRQ3,Q0 Q1 Q2 Q3,（3）闸门控制电路,在设计过程中应使该计数器具备自启动功能。,（4）闸门电路,闸门电路 当门控信号为高电平时，闸门打开，被测信号通过闸门到达计数器输入端，开始计数，而当门控信号为低电平时，闸门关闭，输入信号不能通过闸门。该闸门可选用与门完成设计。,（5）译码显示电路,本单元电路有EDA实验箱直接提供，用时采用该实验箱的工作模式NO.3，然后进行相应的管脚匹配。 实验箱下载芯片型号： ACEX1K 下的EP1K30TC144-3,五、 EDA工具软件,1、ALTERA： MAX+PLUSII 软件和实验箱的使用分班在S402机房介绍！（星期一和星期二）,
