分频器的设计
分频器是用的最广的一种FPGA电路了,我最初使用的是crazybingo的一个任意分频器,可以实现高精度任意分频的一个通用模块,他的思想在于首先指定计数器的位宽比如32位,那么这个计数器的最大值就是2^32=4294967296,
假设系统时钟为50MHz,那么假如要想实现输出频率为fout,那么可以使用的频率控制字为:
K满足关系:
,那么设计计数器在每个时钟上升沿累加的值为K,当计数值为2^31时,clkout=1;否则clkout=0.最终即可以实现任意频率的输出,精度的计算方法为当K=1时,可以得到clkout=0.0116415321826934814453125Hz,也即是说可以输出的最小频率为0.011Hz
此外我们最为常见的分频器分为以下4种分析:
1.偶数分频
最简单,要想得到分频系数为N的频率输出,设定一个计数器,这个计数器从零开始加1,当加到N/2-1时计数器清零,或者clkout翻转,以此循环,即可实现偶数倍分频。
2.奇数分频(分占空比不确定以及占空比50%)
方法一:分频系数为N,占总比不确定:以三(N)分频为例,上升沿触发计数,计数器计数到1(N-1)/2时输出时钟翻转,计数到2(N-1)时再次翻转.代码为产生1/11占空比为十一分频时钟:在计数值为9和10时均反转时钟,是产生抽样脉冲的有效方法:
always @(posedge clk or posedge rst) beginif(rst)begin //复位cnt<=0;clk_div11<=0;endelseif(cnt==9) beginclk_div11<=~clk_div11; //时钟翻转cnt<=cnt+1; //继续计数endelseif(cnt==10) beginclk_div11<=~clk_div11; //时钟翻转cnt<=0; //计数清零endelsecnt<=cnt+1;end
占空比50% ,则可以在上面的基础上,加上一个下降沿触发计数,然后将上升沿和下降沿产生的时钟进行相或运算,即可得到奇数分频输出。
reg clk1;reg[1:0]cnt1;always@(posedge clk or posedge rst) beginif(rst)begin //复位cnt1<=0;clk1&l