f1,f10,f100为被选时基信号输入端，通过选择端s来控制哪一个时基型号被选择输出：当s(2:0)为100时，f1的输入时基信号被选中，被赋值给输出端口fref输出，此时dp1(2)有效，其余的无效，点亮对应连接的小数点；当s(2:0)为010时，f10时基信号被选中，被赋值给输出端口fref输出，此时dp1(1)有效，其余的无效，点亮对应连接的小数点；最后当s(2:0)为001时，f100时基信号被选中，被赋值给输出端口fref输出，此时dp1(0)有效，其余的无效，点亮对应)连接的小数点。由此写出闸门选择的VHDL程序（见程序附录2），仿真模块如图所示：

到此完成了对闸门选择模块的设计和仿真。

3.门控电路：

①

功能：控制整个频率计各模块进行时序工作的控制装置，它对输入的

标准时钟信号进行变换，产生我们所需要的三个信号闸门信号gate，锁存信号latch以及清零信号reset。

②

实现：测量过程中，产生的上个闸门信号有着先后顺序。根据我们的

测量需要，可以得出三个信号的先后为：gate、latch、reset。同时为了规避冒险，我们需要将三个信号的上升沿错开，由此采用图1所示原理进行编写VHDL程序（见程序附录3）；

同时对模块进行仿真，仿真模块如图所示：

到此完成了对门控电路模块的设计和仿真。

4.计数器：

①

功能：在门控电路的

gate的控制下对输入的信号进行计数，即完成

f=N/T公式中的N的测量。

②

实现：采用数字电路所学的十进制计数器，并对计数器采用级联的方

法扩展为6位十进制计数器。由此编写其VHDL程序（见程序附录4），同时对模块进行仿真，仿真模块如图所示：

到此完成了对计数器模块的设计和仿真。

5.锁存器：

①

功能：对计数器送来的六位计数结果和溢出信号ove_out进行锁存，保实现：采用数字电路所学的D锁存器的思想，编写能够同时对六位技

证显示数码管的数字不会跳动，方便读取数据。

②

术界和溢出信号进行锁存的VHDL程序（见程序附录5），编写好之后进行仿真测试，仿真模块如图所示：

到此完成了对锁存器模块的设计和仿真。

6.扫面显示：

①

功能：对锁存器送来的数据进行动态扫描（即位选）、将六位计数结果实现：通过用一个频率1KHz的信号来扫描一个多路选择器，实现对六位已经锁

分别翻译成七段数码管所能识别的数据（即段选）。

②

存的计数结果的扫描输出，由于1KHz相对了人眼的暂留效应已经很高了，所以显示结果不

会让人感觉到闪烁。这样就可以用一个译码器来实现对六个4位二进制数的译码。译码结果再连接到一个多路选择器的输入端，同样由1KHz的信号来同步扫描选通。实现最终结果的数字显示。六位十进制数的BCD码经7段译码输出，显示十进制数。并根据档位信号确定小数点显示的位置以实现档位的显示,最后的输出全部通过下载前的固定引脚连接到LED显示管上。由此编写VHDL程序（见程序附录6），编写好之后进行仿真测试，仿真模块 如图所示：

到此完成了所有模块的设计和仿真，接下来就是对所有模块的汇总连接，编写top顶层文件。完成最终的设计和仿真。

7.top顶层文件

① ②

功能：将所有的模块的功能进行连接，完成频率计的设计。 实现：将每个模块点击

ISE软件右下角窗口中的“View HDL Instantiation

Template”将生成的文件拷贝到新建的top文件对应位置，并对中间的连接线进行定义，最后完成top文件的编写。仿真模块如图所示：