实验六 数字频率计的Verilog HDL语言实现

一、实验目的：

1、掌握较复杂数字电路或系统的纯Verilog HDL实现方法； 2、体会纯Verilog HDL语言输入设计与原理图输入设计的差别。

二、实验原理：

数字频率计是用来测量输入信号的频率并显示测量结果的系统。数字频率计的原理示意图如图3-1所示。一般基准时钟的高电平的持续时间为T0?1s，若在这T0内被测信号的周期数为N则被测信号的频率就是N，选择不同的T0，可以得到不同的测量精度。一般T0越大，测量精度越高，但一次的测量时间及频率计所需的硬件资源也增加。

三、设计任务与要求：

1、设计一个6位频率计，测量范围从1Hz到99 99 99Hz，测量结果用6个数码管显示，基准时钟频率为1Hz；

2、只显示测量结果，中间计数过程不显示；结果更新时间2秒一次； 3、频率计只设一个复位键，按下该键（reset=0）系统复位，释放该键（reset=1）系统工作，测量并显示结果。

4、显示用静态方式；

5、用Verilog HDL实现上述要求的频率计。

四、设计提示：

1、用Verilog HDL输入设计与用原理图输入设计相比，当设计的系统比较复杂时，前者有更大的优越性，且设计越复杂，前者的优点越突出；

2、本设计可用8个always块来实现，8个块的基本功能如下： ① always@(posedge clock_1Hz) // 把1Hz基准时钟分频；

② always@(posedge signal_in) // 当count_en=1时对输入信号signal-in计数（个位）；

③ always@ (……) // 对signal_in计数（十位）；

④ always@ (……) // 对signal_in计数（百位）； ⑤ always@ (……) // 对signal_in计数（千位）； ⑥ always@ (……) // 对signal_in计数（万位）； ⑦ always@ (……) // 对signal_in计数（十万位）； ⑧ always@ (……) // 在count_en下沿锁存计数结果。

3、本设计的难点在于8个敏感变量表的选择和相互配合；第2个模块也是

难点，根据count_en信号确定什么时候计数器开始计数，什么时候计数器清零。

五、实验报告要求：

1、给出设计源程序并注释； 2、给出仿真结果； 3、心得体会。

六、思考题：

1、本设计的测量结果在6个数码管上显示，若采用静态显示的方式，每位显示需4根输出线，共需24根据输出线；若用动态扫描方式，只需6+7=13根线。什么叫动态扫描显示方式？你能写出动态扫描输出显示的程序吗？ 2、本设计与教材《数字系统设计与Verilog HDL语言》第203页的设计有何不同？