Verilog频率计(低频)).docx

日志档案发表于 2010/5/17 23:45:37标签： 无标签Verilog频率计（低频）小弟最近弄了个频率计，主要测量工频50的。代码附在下边。下面的代码，功能实现了，通过了modelsim仿真，实际测试也成功。还是存在一些问题，不是功能上的，而是实现方法上了，我总感觉我的这个设计肯定不是最好的，有一些除法，还有十进制书转化成BCD码的问题还须要很大的优化。但是小弟，刚学FPGA，一些问题也搞不清楚，。就发在网上，分享一下，也让大家指正一下。/ Description 测量频率（工频50HZ 13 59.9HZ）/ Create Date: 2010- 05 -17/ Engineer: 张书腾/ Module Name: frequency/nate:该设计只是适用于50HZ左右的频率测量，采用的是测周发module frequency(clk, rst_n, fre,sm_bit, segment);input clk; /50M系统时钟input rst_n; /异步复位端input fre;/频率输入端output 3:0 sm_bit;/数码管位码output7:0 segment; /数码管位码reg 3:0 sm_bit;/数码管位码寄存器reg 7:0 segment;/数码管位码寄存器/标准信号 F=100K，测周/reg 9:0count;/100K时钟分频计数器 always (posedge clk or negedge rst_n)beginif(!rst_n)count = 1b0;elseif(count 10d499)count = count+1b1;elsecount = 1b0;endreg clk_100K;/100K时钟输出寄存器always (posedge clk or negedge rst_n)begin if(!rst_n) clk_100K = 1b0; else if(count=249) /时钟的占空比为50% clk_100K = 1b0; else clk_100K = 1b1; end / /待测频率进行2分频，2分频后，就可以只计二分频后信号的高电平或低电平 /就可以了，如果不2分频，只记高电平或低电平的话，信号的占空比不同会导致结果不准确 reg fre_2;always (posedge fre or negedge rst_n)begin if(!rst_n) fre_2 = 1b0; else if(fre) fre_2 = fre_2;/2分频end/测周计数模块，计2分频后的待测频的高电平或低电平/ /相当于在待测频率的整个周期内计数/reg 12:0 cnt;/计数寄存器/由于位宽的限制，最大计数值8192，所以测低频（低于14时会出错）always (posedge clk_100K or negedge rst_n)beginif(!rst_n)begin cnt = 13d0;endelse if(!fre_2) /低电平计数cnt = cnt + 1b1;elsebegincnt = 13d0;/不为低电平时清零endend/锁存信号，上升沿有效/reg load;always (posedge fre_2 or negedge rst_n)beginif(!rst_n)beginload = 1b0;endelse load = load;/产生上升沿end/reg 12:0 cnt_r;/存储锁存的值always (posedge load)/load上升沿锁存begin cnt_r = cnt;/将计数值锁存 end/数据处理单/reg 23:0 temp; /暂存数据/（将一个十进制的四位数各个位取出），fre_r 中的数为实际频率是100倍，是为了后面的计算方便always (posedge clk or negedge rst_n)if(!rst_n)beginfre_r = 13d0;endelsebegintemp = (24d10000000)/cnt_r;/fre_r=(1/（10us * cnt_r ）)*100实际频率扩大100倍 /采用了一个除法运算符，不清楚效率如何，但是能工作fre_r = temp12:0; /取出低位消除警告/end/ reg 12:0 fre_r , temp1, temp2,temp3;/fre_r , temp1, temp2,temp3用于计算reg 3:0 count1,count2,count3,count4;/数码管要显示的每位十进制数reg 3:0 state;/状态机的状态寄存器/状态机编码/parameter shiwei = 4b0001, /十位gewei = 4b0010,/个位shifenwei = 4b0100,/十分位baifenwei = 4b1000;/百分位always (posedge clk or negedge rst_n) /状态机，取出一个四位数的各个位的值，用比较法if(!rst_n)beginstate = shiwei;count1 = 4d0;count2 = 4d0;count3 = 4d0;count4 = 4d0;endelsebegincase(state)shiwei:begin state =5000)&(fre_r6000) begin count1 =4d5; temp1=4000)&(fre_r5000) begin count1 =4d4; temp1=3000)&(fre_r4000) begin count1 =4d3; temp1=2000)&(fre_r3000) begin count1 =2; temp1=1000)&(fre_r2000) begin count1 =1; temp1=fre_r-13d1000; endelseif(fre_r1000) begin count1 =0; temp1=fre_r; endelse begin count1 =5; temp1=fre_r-13d5000;endendgewei:beginstate =900) begin count2 =9; temp2=800)&(temp1900) begin count2 =8; temp2=700)&(temp1800) begin count2 =7; temp2=600)&(temp1700) begin count2 =6; temp2=500)&(temp1600) begin count2 =5; temp2=400)&(temp1500) begin count2 =4; temp2=300)&(temp1400) begin count2 =3; temp2=200)&(temp1300) begin count2 =2; temp2=100)&(temp1200) begin count2 =1; temp2=temp1-13d100; endelseif(temp1100) begin count2 =0; temp2=temp1; endelse begin count2 =0; temp2=temp1-13d900; endendshifenwei:beginstate =90) begin count3 =9; temp3=80)&(temp290) begin count3 =8; temp3=70)&(temp280) begin count3 =7; temp3=60)&(temp270) begin count3 =6; temp3=50)&(temp260) begin count3 =5; temp3=40)&(temp250) begin count3 =4; temp3=30)&(temp240) begin count3 =3; temp3=20)&(temp230) begin count3 =2; temp3=10)&(temp220) begin count3 =1; temp3=temp2-13d10; endelseif(temp210) begin count3 =0; temp3=temp2; endelse begin count3 =0; temp3=temp2-13d90; endendbaifenwei:beginstate = shiwei;/百分位/ count4 = temp33:0; enddefault:beginstate = shiwei;endendcase end/显示模块/reg 18:0 count_1ms; /用来产生数码管动态显示的位变化的驱动时钟always (posedge clk or negedge rst_n)if(!rst_n) begincount_1ms = 19d0;endelse begin count_1ms = count_1ms + 1b1; end /数码管动态扫描的位产生单元 always (posedge clk or negedge rst_n) if(!rst_n)sm_bit=4b0000;elsebegincase(count_1ms18:16) /数码管动态显示的位扫描 /基本上是每一位亮1ms3b000: sm_bit=4b1110;3b001: sm_bit=4b1101;3b010: sm_bit=4b1011;3b011: sm_bit=4b0111;default: sm_bit=4b1111;endcaseendalways (posedge clk or negedge rst_n)if(!rst_n) beginsegment =8h03; endelsebegincase(sm_bit)4b1110:segment=convent(count1); /十位4b1101:segment=convent(count2)-8d1;/个位 /显示小数点4b1011:segment=convent(count3); /十分位4b0111:segment=convent(count4); /百分位default:segment=8b1111_1111;endcaseendfunction 7:0 convent;/将自然数转化成共阳数码管的函数input 3:0 bcd; /输入为自然数case(bcd)4d0: convent=8h