怎么用quartus设计七个相连的七段数码管显示0-5999999Hz

Question

怎么用quartus设计七个相连的七段数码管显示0-5999999Hz
具体题目
题目一：数字频率计设计（平台实现）★
1)能对输入的方波信号频率进行采样；
2)采样频率范围为0~5999999Hz，以1Hz为单位进行显示；
3)采用七个七段数码管显示当前采样的频率值，如采样频率值为500HZ，则只显示500，而不显示0000500（即前面4个0不显示）；
4)本电路系统板输入时钟为6MHz。

Answer 1

引自强大而免费的微信小程序：皆我百晓生。

要实现题目一的设计，你可以按照以下步骤使用Quartus软件来设计七个相连的七段数码管显示0-5999999Hz:

1. 创建工程：

   • 打开Quartus软件，点击"File"->"New Project Wizard"创建新工程。
   • 指定工程名称和保存路径，并选择适合你所使用的FPGA器件型号。
   • 添加设计文件（Verilog/VHDL代码）和约束文件（Pin Assignment）到工程中。

2. 编写Verilog/VHDL代码：

   • 根据题目要求，你需要编写一个模块用于采样频率并将其转换为对应的数码管显示值。
   • 这个模块需要包括计数器、频率测量电路、七段数码管显示控制等功能。
   • 在编写代码时，注意控制七段数码管只显示非零位。

3. 指定引脚分配：

   • 打开约束文件（Pin Assignment），将七段数码管的引脚与FPGA器件的引脚进行连接。
   • 确保引脚分配与你的硬件设计一致。

4. 进行综合和布局布线：

   • 在Quartus软件中点击"Processing"->"Start Compilation"开始进行综合和布局布线。
   • 如果代码没有错误和警告，会生成一个.bit文件。

5. 下载到FPGA开发板：

   • 将FPGA开发板与电脑连接，并选择相应的下载方式（例如JTAG）。
   • 打开Quartus软件，点击"Tools"->"Programmer"打开下载工具。
   • 在下载工具中选择你的FPGA器件和.bit文件，然后点击"Start"进行下载。

6. 运行测试：

   • 将方波信号输入到FPGA开发板上的输入端口。
   • 观察七段数码管是否按照输入的频率正确显示。

请注意，这只是一个大致的设计流程，实际上可能还需要进行一些调试和优化。具体的设计过程还需要根据你的具体硬件和软件环境进行调整。建议参考相关的FPGA开发板手册和Quartus软件手册来获取更详细的说明。

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要用Quartus设计七个相连的七段数码管显示0-5999999Hz，需要使用FPGA开发。以下是设计步骤和代码示例。

1.计数器设计：首先设计一个计数器来对输入的方波信号频率进行采样。计数器的计数范围是0~5999999 (包含1Hz到5999999Hz的所有频率)。计数器的计数周期是输入的方波信号的周期，即1秒钟内的脉冲个数。

代码示例：

module counter(
  input clk,
  output [23:0] count
);
  reg [23:0] count;

  always @(posedge clk) begin
    if (count == 5999999) begin
      count <= 0;
    end else begin
      count <= count + 1;
    end
  end

endmodule

2.频率转换：将计数器的输出值转换为可显示的频率值。由于要以1Hz为单位进行显示，因此可以通过每个七段数码管显示一个数字(0~9)来实现。将计数器的输出值除以10^6，得到以MHz为单位的频率值，然后将其转换为以Hz为单位的频率值。

代码示例：

module frequency_converter(
  input [23:0] count,
  output reg [6:0] freq_h,
  output reg [6:0] freq_g,
  output reg [6:0] freq_f,
  output reg [6:0] freq_e,
  output reg [6:0] freq_d,
  output reg [6:0] freq_c,
  output reg [6:0] freq_b
);
  wire [23:0] freq;
  
  assign freq = count / 1000000; // 将计数器的输出值除以1000000，得到MHz为单位的频率值

  // 频率值的个位数
  always @(freq) begin
    case(freq[3:0])
      4'd0: freq_h = 7'b1000000;
      4'd1: freq_h = 7'b1111001;
      4'd2: freq_h = 7'b0100100;
      4'd3: freq_h = 7'b0110000;
      4'd4: freq_h = 7'b0011001;
      4'd5: freq_h = 7'b0010010;
      4'd6: freq_h = 7'b0000010;
      4'd7: freq_h = 7'b1111000;
      4'd8: freq_h = 7'b0000000;
      4'd9: freq_h = 7'b0011000;
      default: freq_h = 7'b1111111; // 显示空
    endcase
  end

  // 频率值的十位数
  always @(freq) begin
    case(freq[7:4])
      4'd0: freq_g = 7'b1000000;
      4'd1: freq_g = 7'b1111001;
      4'd2: freq_g = 7'b0100100;
      4'd3: freq_g = 7'b0110000;
      4'd4: freq_g = 7'b0011001;
      4'd5: freq_g = 7'b0010010;
      4'd6: freq_g = 7'b0000010;
      4'd7: freq_g = 7'b1111000;
      4'd8: freq_g = 7'b0000000;
      4'd9: freq_g = 7'b0011000;
      default: freq_g = 7'b1111111; // 显示空
    endcase
  end
  
  // 频率值的百位数
  always @(freq) begin
    case(freq[11:8])
      4'd0: freq_f = 7'b1000000;
      4'd1: freq_f = 7'b1111001;
      4'd2: freq_f = 7'b0100100;
      4'd3: freq_f = 7'b0110000;
      4'd4: freq_f = 7'b0011001;
      4'd5: freq_f = 7'b0010010;
      4'd6: freq_f = 7'b0000010;
      4'd7: freq_f = 7'b1111000;
      4'd8: freq_f = 7'b0000000;
      4'd9: freq_f = 7'b0011000;
      default: freq_f = 7'b1111111; // 显示空
    endcase
  end
  
  // 频率值的千位数
  always @(freq) begin
    case(freq[15:12])
      4'd0: freq_e = 7'b1000000;
      4'd1: freq_e = 7'b1111001;
      4'd2: freq_e = 7'b0100100;
      4'd3: freq_e = 7'b0110000;
      4'd4: freq_e = 7'b0011001;
      4'd5: freq_e = 7'b0010010;
      4'd6: freq_e = 7'b0000010;
      4'd7: freq_e = 7'b1111000;
      4'd8: freq_e = 7'b0000000;
      4'd9: freq_e = 7'b0011000;
      default: freq_e = 7'b1111111; // 显示空
    endcase
  end
  
  // 频率值的万位数
  always @(freq) begin
    case(freq[19:16])
      4'd0: freq_d = 7'b1000000;
      4'd1: freq_d = 7'b1111001;
      4'd2: freq_d = 7'b0100100;
      4'd3: freq_d = 7'b0110000;
      4'd4: freq_d = 7'b0011001;
      4'd5: freq_d = 7'b0010010;
      4'd6: freq_d = 7'b0000010;
      4'd7: freq_d = 7'b1111000;
      4'd8: freq_d = 7'b0000000;
      4'd9: freq_d = 7'b0011000;
      default: freq_d = 7'b1111111; // 显示空
    endcase
  end
  
  // 频率值的十万位数
  always @(freq) begin
    case(freq[23:20])
      4'd0: freq_c = 7'b1000000;
      4'd1: freq_c = 7'b1111001;
      4'd2: freq_c = 7'b0100100;
      4'd3: freq_c = 7'b0110000;
      4'd4: freq_c = 7'b0011001;
      4'd5: freq_c = 7'b0010010;
      4'd6: freq_c = 7'b0000010;
      4'd7: freq_c = 7'b1111000;
      4'd8: freq_c = 7'b0000000;
      4'd9: freq_c = 7'b0011000;
      default: freq_c = 7'b1111111; // 显示空
    endcase
  end

endmodule

3.数码管显示：将频率转换后的七个数码管的数值连接到七段数码管控制器上，并进行数码管的显示。

代码示例：

module seven_segment_display(
  input clk,
  input rst,
  output reg [6:0] a, b, c, d, e, f, g
);
  reg [6:0] freq_h, freq_g, freq_f, freq_e, freq_d, freq_c, freq_b;

  counter cntr(
    .clk(clk),
    .count(count)
  );

  frequency_converter converter(
    .count(count),
    .freq_h(freq_h),
    .freq_g(freq_g),
    .freq_f(freq_f),
    .freq_e(freq_e),
    .freq_d(freq_d),
    .freq_c(freq_c),
    .freq_b(freq_b)
  );

  always @(freq_h, freq_g, freq_f, freq_e, freq_d, freq_c, freq_b) begin
    a <= ~freq_b[0];
    b <= ~freq_c[0];
    c <= ~freq_d[0];
    d <= ~freq_e[0];
    e <= ~freq_f[0];
    f <= ~freq_g[0];
    g <= ~freq_h[0];
  end

endmodule

注意事项：

• 以上是Verilog代码示例，你可以将其保存为.v格式的文件。在Quartus中创建一个新工程，将这些文件添加到工程中，然后进行编译和下载到FPGA板上。
• 在工程中添加适当的约束文件，以确保正确的管脚映射和时序约束。

这是一个基本的设计框架，你可能需要根据你的具体硬件平台和七段数码管的连接方式进行适当的修改。