數(shù)電課程設(shè)計(jì)--數(shù)字頻率周期計(jì)

1、<p><b>　　數(shù)電課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　數(shù)字頻率/周期計(jì)</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 設(shè)計(jì)指標(biāo)1.1設(shè)計(jì)指標(biāo)……………………………………………</p><p>　　第二章 系統(tǒng)概述2.

2、1設(shè)計(jì)思想………………………………………………….. 2.2可行性論證……………………………………………. 2.3各功能的組成………………………………………………2.4總體工作過程………………………………………………第三章 單元電路設(shè)計(jì)與分析3.1各單元電路的選擇…………………………………………3.2設(shè)計(jì)及工作原理分析………………………………………第四章 電路的組構(gòu)與調(diào)試4.1 遇到的主要問題……………………………………

3、…4.2 現(xiàn)象記錄及原因分析……………………………………. 4.3 解決措施及效果 …………………………………………4.4 功能的測(cè)試方法、步驟、設(shè)備、記錄的數(shù)據(jù)………………第五章 結(jié)束語</p><p>　　5.1對(duì)設(shè)計(jì)題目的結(jié)論性意見及進(jìn)一步改進(jìn)的意向說明…5.2 總結(jié)設(shè)計(jì)的收獲與體會(huì)…………………………………附圖(電路總圖)………………………………………………參考文獻(xiàn)…………………………………

4、……………………</p><p><b>　　第一章 設(shè)計(jì)指標(biāo)</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)指標(biāo)</b></p><p>　　要求設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量TTL方波信號(hào)頻率或周期的數(shù)字系統(tǒng)。用按鍵選擇測(cè)量信號(hào)頻率或周期。測(cè)量值才用4個(gè)LED七段數(shù)碼管顯示，并以發(fā)光二極管指示測(cè)量對(duì)象：頻率（周期）以及測(cè)量值的單位：Hz

5、(s)、kHz(ms)。頻率和周期的測(cè)量范圍都有4檔量程。</p><p>　　（1）測(cè)量結(jié)果顯示4位有效數(shù)字，測(cè)量精度為萬分之一。</p><p>　?。?）頻率測(cè)量范圍：0.1Hz~999.9Hz，分為4檔。</p><p>　　第一檔：100.1Hz~999.9Hz</p><p>　　第二檔：1.000kHz~9.999kHz<

6、/p><p>　　第三檔：10.00Hz~99.99kHz</p><p>　　第四檔：100.0Hz~999.9kHz</p><p>　　周期測(cè)量范圍：0.1μs~999.9ms，分為4檔。</p><p>　　第一檔：1.000ms~9.999ms</p><p>　　第二檔：10.00ms~99.99ms</

7、p><p>　　第三檔：100.0ms~999.9ms</p><p>　　第四檔：1.000s~9.999s</p><p>　　（3）量程切換可以采用兩個(gè)按鍵手動(dòng)切換或由電路控制自動(dòng)切換。</p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)周期性方波產(chǎn)生電路輸出頻率/周期計(jì)調(diào)試所需的信號(hào).輸出信號(hào)的頻率范圍與測(cè)量范圍相同，分為4個(gè)量程。再設(shè)置4個(gè)按鍵在每檔范圍內(nèi)選

8、擇4位有效數(shù)字的9~16個(gè)固定頻率，最高位數(shù)值必須分布為1~9，信號(hào)占空比可以任意。</p><p><b>　　第二章 系統(tǒng)概述</b></p><p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)思想</b></p><p>　　周期性信號(hào)頻率的物理意義是信號(hào)在1s時(shí)間的周期數(shù)，單位有赫茲（Hz），千赫茲（kHz,10^3Hz），兆赫茲（

9、MHz,10^6Hz）等；信號(hào)周期的物理意義是一個(gè)信號(hào)周期所占的時(shí)間，單位有秒（s），微秒（μs,10^-6s），毫秒（ms,10^-3s），納秒（ns,10^-9s）等。</p><p>　　數(shù)字頻率計(jì)的基本原理是測(cè)量周期性信號(hào)在單位時(shí)間內(nèi)的信號(hào)周波數(shù)，而數(shù)字周期計(jì)的基本原理是測(cè)量一個(gè)周期內(nèi)的時(shí)基脈沖數(shù)。所以，兩者的主要電路都是計(jì)數(shù)器，需要控制的都是計(jì)數(shù)器的輸入脈沖和技術(shù)時(shí)間。頻率計(jì)中 計(jì)數(shù)器的輸入脈沖為被測(cè)信

10、號(hào)，技術(shù)時(shí)間為時(shí)基信號(hào)的周期（單位時(shí)間）；周期計(jì)中計(jì)數(shù)器的輸入脈沖是周期為單位時(shí)間的時(shí)基信號(hào)，技術(shù)時(shí)間為被測(cè)信號(hào)周期。顯然切換被測(cè)信號(hào)和時(shí)基信的路徑就可實(shí)現(xiàn)數(shù)字頻率/周期計(jì)測(cè)量功能的轉(zhuǎn)換。</p><p>　　由于測(cè)量結(jié)果以十進(jìn)制數(shù)顯示，為了顯示譯碼器方便，一般采用十進(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)構(gòu)成信號(hào)測(cè)量電路。本設(shè)計(jì)要求頻率測(cè)量結(jié)果以4位有效數(shù)字顯示，所以可以采用4個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)構(gòu)成模為10000的計(jì)數(shù)器對(duì)被測(cè)信號(hào)計(jì)數(shù)，

11、最大數(shù)值為9999,。4個(gè)計(jì)數(shù)器4組BCD碼譯碼后顯示測(cè)量結(jié)果。</p><p><b>　　2.2 可行性論證</b></p><p><b>　　1.計(jì)數(shù)及顯示</b></p><p>　　以頻率為3742Hz的被測(cè)信號(hào)為例，若計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)時(shí)間為1s，采樣結(jié)束時(shí)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值為3742.測(cè)量結(jié)果中有兩個(gè)問題需要解決。&

12、lt;/p><p>　　（1）如果計(jì)數(shù)器輸出直接譯碼顯示，由于1s內(nèi)顯示值變化3742次，人眼根本無法識(shí)別顯示數(shù)字。而我們真正關(guān)心的是測(cè)量結(jié)果而非中間過程，所以，應(yīng)將測(cè)量結(jié)果（采樣結(jié)束的計(jì)數(shù)值）鎖存或寄存后譯碼顯示，每個(gè)或若干個(gè)采樣周期顯示值被刷新一次。</p><p>　?。?）當(dāng)一次采樣結(jié)束后計(jì)數(shù)器必須清零復(fù)位，否則計(jì)數(shù)器將不斷累積失去測(cè)量功能。</p><p>　

13、　綜上所述，頻率/周期測(cè)量中對(duì)計(jì)數(shù)器是周期性控制的，每個(gè)測(cè)量周期至少有3個(gè)狀態(tài)：測(cè)量前對(duì)計(jì)數(shù)器清零，計(jì)數(shù)時(shí)間為采樣時(shí)間；采樣結(jié)束后保存采樣計(jì)數(shù)值。</p><p>　　頻率/周期測(cè)量狀態(tài)圖</p><p><b>　　2.量程切換控制</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)要求的頻率測(cè)量最大值達(dá)999.9khz，意味著美妙時(shí)間內(nèi)信號(hào)的周波數(shù)最大接近

14、107.當(dāng)頻率范圍超過10khz，每秒采樣時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值將產(chǎn)生溢出。設(shè)被測(cè)信號(hào)fx，采樣周期為ts，每個(gè)采樣周期中計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值N=fxts。因此，可以有兩種方法在滿足測(cè)量要求的前提下避免是暑期的溢出：</p><p>　?。?）根據(jù)不同量程將輸入信號(hào)以10 的倍率分頻以減少每秒內(nèi)的信號(hào)周波數(shù)。即ts=1s，不同量程中，計(jì)數(shù)器在采樣周期中的計(jì)數(shù)值N分別等于fx、fx/10、fs/100、fx/1000.然后

15、根據(jù)分頻率擴(kuò)大計(jì)數(shù)值顯示測(cè)量范圍。</p><p>　　（2）根據(jù)不同的量程將采樣周期以10倍率縮短以減少采樣時(shí)間內(nèi)的信號(hào)周波數(shù)，即Ts分別等于1s,0.1s,0.01s,0.001s，然后根據(jù)采樣周期縮小率擴(kuò)大計(jì)數(shù)值顯示測(cè)量結(jié)果。</p><p>　　顯然，這兩種方法得到的信號(hào)計(jì)數(shù)值是相同的。由于量程以10倍率變化，將信號(hào)計(jì)數(shù)值配合小數(shù)點(diǎn)移動(dòng)以及單位指示就能正確反映測(cè)量值。所以，頻率測(cè)量

16、的量程切換實(shí)質(zhì)是根據(jù)量程的變化倍率控制信號(hào)分頻或縮小采樣時(shí)間，同時(shí)控制小數(shù)點(diǎn)位置和測(cè)量單位指示。</p><p>　　由于每個(gè)量程測(cè)量的測(cè)量值有效數(shù)字都為4位，測(cè)量誤差為萬分之一。即不同量程允許的絕對(duì)誤差不同：999.9hz以下范圍的誤差允許為0.1Hz，1.000~9.999kHz范圍內(nèi)的允許誤差為1Hz,10.00~99.99kHz范圍的允許誤差為10Hz，100.0~999.9kHz范圍內(nèi)的允許誤差為0.1

17、kHz。所以，根據(jù)被測(cè)信號(hào)的頻率范圍在不同的量程中對(duì)信號(hào)分頻或縮短采樣周期，不會(huì)影響測(cè)量精度。比如，測(cè)量的絕對(duì)誤差是+0.9Hz或-0.1Hz，小于允許誤差1Hz。頻率測(cè)量時(shí)采用對(duì)采樣定時(shí)時(shí)基信號(hào)分品德量程控制關(guān)系如下表所示。</p><p>　　表1 頻率測(cè)量控制參數(shù)表</p><p>　　信號(hào)周期測(cè)量的量程切換控制原理是相同的，可以采用對(duì)時(shí)基信號(hào)分頻或?qū)Ρ粶y(cè)信號(hào)分頻的方法。對(duì)于本設(shè)計(jì)的

18、要求，若選擇時(shí)基信號(hào)周期為us，當(dāng)被測(cè)信號(hào)周期超過10ms時(shí)4位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器將溢出，可對(duì)時(shí)基信號(hào)分頻，使時(shí)基脈沖的周期擴(kuò)大。也可以選擇時(shí)基信號(hào)周期固定為1ms，當(dāng)被測(cè)信號(hào)周期太小導(dǎo)致測(cè)量有效值不足4位時(shí)，對(duì)被測(cè)信號(hào)分頻使計(jì)數(shù)時(shí)間增加。</p><p>　　表2周期測(cè)量控制參數(shù)表</p><p><b>　　3.測(cè)量狀態(tài)控制</b></p><p&g

19、t;　　每個(gè)測(cè)量周期中3個(gè)狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間是不同的。系統(tǒng)可以采用狀態(tài)機(jī)控制計(jì)數(shù)器或單位穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)狀態(tài)定時(shí)，每個(gè)狀態(tài)分別產(chǎn)生計(jì)數(shù)器復(fù)位信號(hào)CR、計(jì)數(shù)器使能允許EN和計(jì)數(shù)值鎖存LD。計(jì)數(shù)器清零和采樣值保存狀態(tài)的時(shí)間只需大于或等于計(jì)數(shù)器的清零復(fù)位操作時(shí)間和鎖存器/寄存器的數(shù)據(jù)刷新時(shí)間，測(cè)量采樣狀態(tài)時(shí)間在頻率測(cè)量時(shí)一般是對(duì)系統(tǒng)基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)分頻獲得的時(shí)基信號(hào)，而周期測(cè)量時(shí)一般為被測(cè)信號(hào)。</p><p>　　當(dāng)計(jì)數(shù)器

20、的復(fù)位脈沖CR的寬度遠(yuǎn)小于定時(shí)信號(hào)周期時(shí)，電路可以簡(jiǎn)化，即不對(duì)測(cè)量計(jì)數(shù)器進(jìn)行使能控制，使其始終處于技術(shù)狀態(tài)。系統(tǒng)根據(jù)采樣定時(shí)信號(hào)fs周期性產(chǎn)生LD和CR信號(hào)，保存計(jì)數(shù)值并對(duì)計(jì)數(shù)器清零。當(dāng)LD和CR為正脈沖信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)的控制時(shí)序如下圖所示。若寄存器下降沿有效或鎖存器高電平有效，測(cè)量計(jì)數(shù)器在兩次清零操作時(shí)間的計(jì)數(shù)值就是采樣值，實(shí)際采樣時(shí)間是定時(shí)周期減去清零脈沖CR的寬度。若CR的脈沖寬度遠(yuǎn)小于計(jì)數(shù)器輸入脈沖的最小周期，測(cè)量誤差不會(huì)超過設(shè)計(jì)指

21、標(biāo)的要求。</p><p>　　簡(jiǎn)化電路控制信號(hào)時(shí)序</p><p>　　綜上所述，數(shù)字頻率/周期計(jì)主要由4部分功能單元組成：產(chǎn)生系統(tǒng)基準(zhǔn)時(shí)鐘的石英晶體振蕩器以及多級(jí)分頻電路；信號(hào)選擇及量程切換控制單元；計(jì)數(shù)、鎖存、譯碼顯示單元；控制信號(hào)（計(jì)數(shù)器清零、顯示鎖存等）產(chǎn)生單元。</p><p>　　2.3 各功能的組成 & 2.4 總體工作過程</p

22、><p>　　本設(shè)計(jì)要求測(cè)量的最高頻率為1MHz，即頻率測(cè)量師的最小計(jì)數(shù)脈沖周期為1μs，測(cè)量周期時(shí)的時(shí)基信號(hào)的最小周期也是1μs。所以，若系統(tǒng)基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率大于或等于10MHz（信號(hào)的周期小于等于0.1μs），可以才用簡(jiǎn)化方案實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)。</p><p><b>　　方案原理框圖</b></p><p>　　1.測(cè)頻采樣定時(shí)信號(hào)及測(cè)周時(shí)基信號(hào)產(chǎn)生&l

23、t;/p><p>　　采用8級(jí)分頻器產(chǎn)生1us～10s共10路分頻倍率為10的時(shí)鐘信號(hào)，其中1us～1ms 4路信號(hào)滿足周期測(cè)量控制表要求作為測(cè)周計(jì)數(shù)（時(shí)基）脈沖，而10ms～10s4路信號(hào)滿足表1所示的采樣時(shí)間作為測(cè)頻采樣定時(shí)（時(shí)基）信號(hào)。2、計(jì)數(shù)、鎖存和顯示 為了顯示譯碼方便，測(cè)量計(jì)數(shù)器采用十進(jìn)制加計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)，輸出的4組BCD碼采用兩個(gè)8位寄存器74377。寄存器的數(shù)據(jù)控制信號(hào)為其輸入clk，當(dāng)時(shí)鐘脈沖

24、為上升沿時(shí)輸出數(shù)據(jù)被刷新為當(dāng)前的輸入數(shù)據(jù)，否則輸出保持不變。鎖存器的數(shù)據(jù)控制信號(hào)為門控使能gate（g），當(dāng)gate為高電平時(shí)輸出與當(dāng)前輸入相同，否則輸出保持不變。3、信號(hào)選擇及量程切換控制 量程選擇鍵控制數(shù)據(jù)選擇器4選擇不同頻率的時(shí)基信號(hào)作為測(cè)周時(shí)的計(jì)數(shù)脈沖；控制數(shù)據(jù)選擇器5選擇不同周期的時(shí)基信號(hào)作為測(cè)頻采樣定時(shí)。 數(shù)據(jù)選擇器2選擇測(cè)量計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖源，數(shù)據(jù)選擇器3選擇測(cè)量計(jì)數(shù)器的采樣定時(shí)信號(hào)源，分別根據(jù)測(cè)頻或測(cè)

25、周的要求控制。 小數(shù)點(diǎn)顯示及測(cè)量單位指示按照頻率測(cè)量控制參數(shù)表和周期測(cè)量控制參數(shù)表的控制要求由量程選擇信號(hào)通過組合電路實(shí)現(xiàn)。4、控制信號(hào)產(chǎn)生 采樣</p><p>　　可控分頻電路原理框圖</p><p>　　第三章 單元電路設(shè)計(jì)與分析</p><p>　　3.1 各單元電路的選擇</p><p>　　1.測(cè)頻采樣定時(shí)信號(hào)及測(cè)

26、周時(shí)基信號(hào)產(chǎn)生 </p><p>　　采用8片7490組成八級(jí)分頻器，由FPGA的55號(hào)引腳引入10MHz輸入信號(hào)，輸出的八組頻率分別為10MHz,1MHz,100kHz,10kHz,1kHz,100Hz,10Hz,1Hz,1/10Hz,其中10MHz,1MHz,100kHz,10kHz作為測(cè)周采樣信號(hào)，1kHz,100Hz,10Hz,1Hz,1/10Hz作為測(cè)頻采樣信號(hào)。 </p><p

27、><b>　　生成器件圖</b></p><p>　　2.計(jì)數(shù)、鎖存和顯示</p><p>　　計(jì)數(shù)模塊采用4片74160級(jí)聯(lián)組成。74160是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，所以可以產(chǎn)生模值為10000的計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)范圍是0~9999，計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)與選擇器2Y的輸出相連（參考方案原理框圖</p><p>　?。詈笠黄?4160的進(jìn)位端連接在4片7

28、4160的置數(shù)端。</p><p>　　計(jì)數(shù)模塊 鎖存模塊</p><p>　　鎖存模塊采用兩片8位寄存器74377組成，EN接地，CLK接在數(shù)字單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的LD端口。兩片的D1~D8依次接在計(jì)數(shù)器的輸出4組QA~QD。輸出端的兩組Q1~Q8接在譯碼顯示模塊。 </p><p><b>　

29、　譯碼顯示（1）</b></p><p>　　譯碼顯示模塊采用兩片74153和一個(gè)74161計(jì)數(shù)器構(gòu)成，譯碼模塊輸出的第一組Q1~Q4依次接在1C0,2C0,1C0,2C0上，同理第二組Q1~Q4依次接在1C1,2C1,1C1,2C1上，第三組Q1~Q4依次接在1C3,2C3,1C3,2C3上，第四組Q1~Q4依次接在1C4,2C4,1C4,2C4上。A,B接在74161的QA,QB上。選擇器的輸出x

30、[0]~x[3]接在七段顯示模塊的輸入端，計(jì)數(shù)器74161用來控制七段顯示屏，時(shí)鐘控制每一位數(shù)字閃爍的頻率，當(dāng)大于一定值時(shí)人眼無法分辨，這里采用的是10kHz。QA,QB通過與非門接到置數(shù)端表示計(jì)數(shù)模值為4，所以 譯碼顯示模塊（2） </p><p>　　有四位譯碼顯示。七段顯示模塊由AHDL語言編輯，內(nèi)容參考教材可得。內(nèi)容及生成器件如圖</p><p><b>　　七

31、段顯示器件符號(hào)</b></p><p>　　圖-AHDL語言內(nèi)容</p><p>　　3.信號(hào)選擇及量程切換控制</p><p>　　利用一個(gè)數(shù)據(jù)選擇器74153M，用一個(gè)按鍵控制選擇信號(hào)是調(diào)試信號(hào)或者是輸入信號(hào)。輸入信號(hào)由pin-17輸入，調(diào)試信號(hào)見3.1第五部分。</p><p>　　用AHDL語言編寫一個(gè)小數(shù)點(diǎn)控制模塊和一個(gè)

32、測(cè)頻/測(cè)周選擇模塊，設(shè)置三個(gè)按鍵A,B,C，用A,B控制四組真值表，C控制測(cè)頻/測(cè)周的選擇。真值表邏輯關(guān)系詳見第二章表1，表2。</p><p><b>　　控制小數(shù)點(diǎn)模塊</b></p><p>　　控制小數(shù)點(diǎn)模塊（AHDL語言） </p><p><b>　　測(cè)頻/測(cè)周選擇模塊</b>&

33、lt;/p><p>　　測(cè)頻/測(cè)周選擇模塊（AHDL語言）</p><p>　　A,B,C三個(gè)按鍵分別用分配給FPGA的三個(gè)開關(guān)控制，DP1~DP4經(jīng)過選擇器接在pin-32來控制小數(shù)點(diǎn)，M,N,O,P直接接在pin-7~pin-10，四個(gè)二極管分別表示kHz,Hz,s,ms。</p><p><b>　　4.控制信號(hào)產(chǎn)生</b></p>

34、;<p>　　控制信號(hào)通過數(shù)字單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路產(chǎn)生，單穩(wěn)態(tài)電路原理圖如下。</p><p><b>　　生成器件如圖</b></p><p>　　其中D接在選擇器3Y的輸出端口，CP接10MHz，LD端產(chǎn)生鎖存信號(hào)，CR端口產(chǎn)生清零信號(hào)。</p><p>　　5.自校調(diào)試信號(hào)產(chǎn)生</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)采

35、用四位二進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器74169制作成16分頻器，D0~D3分別由四個(gè)按鍵控制，分別表示2的0~3次方，即只有D0按下表示1分頻，只有D1按下表示3分頻，以此類推，全部按下表示16分頻。由TCN接到選擇器1Y的輸入端表示調(diào)試信號(hào)。 16分頻器</p><p>　　3.2 設(shè)計(jì)及工作原理分析</p><p>　　設(shè)計(jì)原理參見3.1，工作

36、原理如下：</p><p>　　由系統(tǒng)基準(zhǔn)時(shí)鐘輸入10MHz頻率的信號(hào)，一部分輸入到8級(jí)10倍率分頻器，另一部分輸入到可控16分頻器。輸出的八組頻率中10MHz,1MHz,100kHz,10kHz作為測(cè)周采樣信號(hào)，1kHz,100Hz,10Hz,1Hz,1/10Hz作為測(cè)頻采樣信號(hào)。由開關(guān)C控制周期/頻率測(cè)量選擇，若選擇頻率測(cè)量，則輸入（或調(diào)試）信號(hào)和測(cè)頻時(shí)基通過選擇器3Y進(jìn)入單穩(wěn)電路，清零信號(hào)進(jìn)入計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器

37、計(jì)數(shù)；鎖存信號(hào)進(jìn)入鎖存器，鎖存信號(hào)通過譯碼顯示模塊在顯示頻上顯示，可以通過按鍵A,B改變單位以及小數(shù)點(diǎn)的位置，由發(fā)光二極管顯示；若選擇周期測(cè)量，則輸入（或調(diào)試）信號(hào)和測(cè)周時(shí)基通過選擇器2Y進(jìn)入測(cè)量計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘，同理通過鎖存模塊和譯碼顯示模塊在顯示頻上顯示信號(hào)的周期，可以通過按鍵A,B改變單位以及小數(shù)點(diǎn)的位置，由發(fā)光二極管顯示。</p><p>　　第四章 電路的構(gòu)組與調(diào)試</p><p>

38、　　4.1 遇到的主要問題</p><p>　　Q1.四個(gè)七段顯示譯碼無法完全顯示</p><p>　　Q2.顯示過程中有溢出現(xiàn)象</p><p>　　Q3.控制單位的LED燈無顯示</p><p>　　4.2 現(xiàn)象記錄及原理分析</p><p>　　Q1.七段顯示譯碼的輸入頻率由8級(jí)十分頻器輸入，理論上當(dāng)輸入信號(hào)為1

39、KHz時(shí)，四個(gè)七段顯示譯碼即可全部顯示，實(shí)際上會(huì)有一些出入，可能當(dāng)輸入頻率為1KHz時(shí)仍無法顯示。</p><p>　　Q2.測(cè)頻時(shí)測(cè)量信號(hào)的頻率為1KHz，當(dāng)利用A,B控制單位時(shí)，若需要用Hz顯示，則是1000.0Hz，需要5個(gè)七段顯示譯碼器，第一位1無法顯示，顯示屏上的數(shù)字為000.0。</p><p>　　Q3.在FPGA器件上，需要用一個(gè)output接在141引腳，控制LED燈的顯

40、示。</p><p>　　4.3 解決措施及效果</p><p>　　Q1.提高譯碼顯示模塊中計(jì)數(shù)器74161的輸入頻率，提高到10kHz，4個(gè)七段顯示譯碼器即可完全顯示。</p><p>　　Q2.把譯碼顯示模塊中計(jì)數(shù)器74161的輸出QA,QB,QC一起接到與非門上，并在QC上接一個(gè)output DE3接到pin-37這樣6個(gè)七段譯碼顯示器就可以完全工作，再改變

41、小數(shù)點(diǎn)控制模塊就可以達(dá)到要求，不會(huì)出現(xiàn)溢出情況。</p><p>　　Q3. 用一個(gè)output接在141引腳，控制LED燈的顯示，這樣的話LED就可以工作了。</p><p>　　4.4功能的測(cè)試方法、步驟、設(shè)備、記錄的數(shù)據(jù)</p><p>　　第一部分是通過函數(shù)發(fā)生器輸入一個(gè)任意頻率的信號(hào)，步驟如下：通過調(diào)節(jié)按鍵SW8使測(cè)試信號(hào)為輸入信號(hào)，然后調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器使輸

42、出頻率為1kHz左右，然后在顯示屏上觀測(cè)數(shù)值。</p><p>　　第二部分是測(cè)試調(diào)試信號(hào)，調(diào)試信號(hào)通過16分頻的分頻器產(chǎn)生，步驟如下：通過調(diào)節(jié)按鍵SW8使測(cè)試信號(hào)為調(diào)試信號(hào)，通過SW4~SW7改變74169的預(yù)置值，觀測(cè)記錄數(shù)值。</p><p><b>　　f=1MHz</b></p><p><b>　　f=100kHz<

43、/b></p><p><b>　　f=10kHz</b></p><p><b>　　f=1kHz</b></p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　5.1 對(duì)設(shè)計(jì)題目的結(jié)論性意見及進(jìn)一步改進(jìn)的意向說明</p><p>　　

44、5.2 總結(jié)設(shè)計(jì)的收獲與體會(huì)</p><p><b>　　附圖(電路總圖)</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　基于FPGA的數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì) 崔葛瑾 主編</p><p>　　數(shù)電電子技術(shù)基礎(chǔ) 楊頌華 主編</p>