品牌网站建设美丽,东城免费做网站,网页设计制作与网站建设课程,网站标题空格一、偶数分频#xff08;等占空比#xff09;
偶数分频#xff1a;假设为N分频#xff0c;由待分频的时钟触发计数器进行计数#xff0c;计数器从0计数到N/2-1#xff0c;输出时钟进行翻转并给计数器一个复位信号#xff0c;使其从下一个时钟从零开始计数。依次循环。 …一、偶数分频等占空比
偶数分频假设为N分频由待分频的时钟触发计数器进行计数计数器从0计数到N/2-1输出时钟进行翻转并给计数器一个复位信号使其从下一个时钟从零开始计数。依次循环。
另外有一种方法适合对2^n分频。就是使用触发器进行分频先利用第一个触发器的输出Q取反给输入D这样完成2分频。然后将2分频后的时钟作为下一级触发器的时钟用同样的方法完成4分频依次类推3个触发器完成8分频4个触发器完成16分频…
//8分频
moudle fenpin_even(input clk,input rst_n,output reg clk_div8
);reg [3:0] cnt;
always (posedge clk or negedge rst_n) beginif(!rst_n) begincnt 4b0;endelse if(cnt4d3) begincnt 4d0;endelse begincnt cnt 1b1;end
endalways (posedge clk or negedge rst_n) beginif(!rst_n) beginclk_div8 1b0;endelse if(cnt4d4) beginclk_div8 ~clk_div8;end
endendmodule使用第二种方法完成8分频
//8分频
module clk_even8(input clk,input rst_n,output reg clk_div8
);reg clk_div2;
always (posedge clk or negedge rst_n) beginif(!rst_n) beginclk_div2 1b0;endelse beginclk_div2 ~clk_div2;end
endreg clk_div4;
always (posedge clk_div2 or negedge rst_n) beginif(!rst_n) beginclk_div4 1b0;endelse beginclk_div4 ~clk_div4;end
endalways (posedge clk_div4 or negedge rst_n) beginif(!rst_n) beginclk_div8 1b0;endelse beginclk_div8 ~clk_div8;end
end
endmodule二、奇数分频等占空比
通过计数器实现比如3分频通过待分频时钟上升沿触发计数器进行模3计数当计数器计数到邻近值进行两次翻转可以在计数到邻近值进行两次翻转在计数到1时输出进行翻转计数到2再翻转这样实现了占空比为1/3或2/3。 要实现占空比为50%的奇数分频器在待分频的时钟的上升沿触发计数器在模n时候进行翻转再在(n-1)/2再进行翻转这样得到一个非50%的n倍奇数分频。再利用下降沿触发模n计数在n-1的时候进行一次翻转再在n-1/2的时候进行一次翻转得到另一个奇数分频。最后将两个奇数分频相或运算就能得到占空比为50%的奇数分频了。
//占空比50%的7分频
module clk_div7(input clk,input rst_n,output clk_div7
);
reg [2:0] cnt1;
reg [2:0] cnt2;
reg clk_pos;
reg clk_neg;always (posedge clk or negedge rst_n) beginif(!rst_n) begincnt1 3d0;endelse if(cnt13d6) begincnt1 3d0;endelse begincnt1 cnt1 1b1;end
endalways (posedge clk or negedge rst_n) beginif(!rst_n) beginclk_pos 1b0;endelse if(cnt13d2) beginclk_pos ~clk_pos;endelse if(cnt13d6) beginclk_pos ~clk_pos;end
endalways (negedge clk or negedge rst_n) beginif(!rst_n) begincnt2 3d0;endelse if(cnt23d6) begincnt2 3d0;end else begincnt2 cnt2 1b1;end
endalways (negedge clk or negedge rst_n) beginif(!rst_n) beginclk_neg 1b0;endelse if(cnt23d2) beginclk_neg ~clk_neg;endelse if(cnt23d6)beginclk_neg ~clk_neg;end
end
assign clk_div7 clk_pos clk_neg;endmodule关于最后是用还是用|这个跟在上面进行计数时是用(n-1)/2进行翻转还是用“剩下的数”进行翻转。
进行奇数n分频时钟首先进行n/2分频带小数即等于(n-1)/20.5,然后再进行二分频得到占空比为50%的奇数倍分频。
三、 小数分频
半整数分频 如何进行n0.5分频这种分频需要对输入时钟进行操作。基本的设计思想是对于进行n0.5分频首先要进行模n的计数在计数到n-1的时候输出时钟赋值为1回到计数0时又赋值给0因此可以知道当计数值为n-1的时输出时钟才为1.因此只要保持计数值n-1为半个输入时钟周期即实现了n0.5分频时钟因此保持n-1为半个时钟周期即是一个难点。从中可以发现因为计数器是通过时钟上升沿计数因此可以在计数为n-1时对计数触发时钟进行翻转那么时钟的下降沿就变成了时钟的上升沿。即在计数值为n-1期间的时钟下降沿变成了上升沿则计数值n-1只保持了半个时钟周期由于时钟翻转下降沿变成上升沿因此计数值变为0。因此每产生一个n0.5分频时钟周期触发时钟都要翻转一次。
计数值是通过上升沿触发故在计数为N-1时对计数触发进行翻转时钟的下降沿变成上升沿因此计数值为0所以每产生n0.5分频时钟的周期触发时钟都要翻转一次。
第二种方法N0.5分频如N3进行3.5分频。 先将clk时钟周期的一半记做clk_half即一个高电平或一个低电平的时间。 对2 * N0.52N 1.这个数一定是奇数按照奇数分频的思路也取clk_p和clk_n但是计数的值不一样一个计数N个clk时钟周期2N个clk_half周期一个计数2N2个clk_half两者位置关系如图所示这样两者相与则所得信号一个周期的高低电平共有2N1个clk_half周期即N0.5个clk周期。
//2.5分频
module clk_div_half(input clk,input rst_n,output clk_out
);reg [2:0] count_p;
reg [2:0] count_n;
reg clk_p;
reg clk_n;always (posedge clk or negedge rst_n) beginif(!rst_n) begincount_p 3d0;endelse if(count_p3d4) begincount_p 3d0;endelse begincount_p count_p 1b1;end
endalways (posedge clk or negedge rst_n) beginif(!rst_n) beginclk_p 1b0;endelse if(count_p3d3 || count_p3d0) beginclk_p ~clk_p;end
endalways (negedge clk or negedge rst_n) beginif(!rst_n) begincount_n 3d0;endelse if(count_n3d4) begincount_n 3d0;endelse begincount_n count_n 1b1;end
endalways (negedge clk or negedge rst_n) beginif(!rst_n) beginclk_n 1b1;endelse if(count_n3d2 || count_n3d0) beginclk_n ~clk_n;endendassign clk_out clk_p clk_n;endmodule首先来了解分频比的概念分频比是指原频率和分频后的频率的比值为了更好的理解后边的内容也可以理解为一段时间内原时钟出现的周期数和分频后的时钟所出现的周期数的比值此处设为4.7即满足关系4.7*T1T2。
只用verilog的话无法真正意义上的实现小数分频比如说实现4.7分频实际上是通过4分频和5分频来实现的通过控制4分频和5分频的所占比例来调控交替产生4到5之间的任意分频比准确的说这里的“任意”实际上要考虑精度的限制。虽然短时间内看到的是4分频和5分频但从更多的周期数来看的话统计的周期数越多越精确是4.7分频分频比为周期数与周期数的比值。
对照前面的关系式4.7*T1T2可知我们的目标是原时钟经过4.7个脉宽分频后的时钟才经过1个脉宽但是4.7个脉宽是无法实现的。那么我们再来转化一下目标等式左右两边同时乘以10化为整数也可以乘以别的数目标是化为整数视分频比和精度而定所以目标变为原时钟经过47个脉宽分频后的时钟经过10个脉宽其实这里的10个脉宽即周期不全是相等的因为有些是4分频的时钟有些是5分频的时钟只要满足公式就行了。那么其中的脉宽哪些是4分频哪些是5分频的呢可以分别记为m和n那么它们必须满足下面关系 mn10
4m5n47
求得m3n7即在原时钟47个脉宽的时间内要把其中的12个脉宽转化为3个4分频时钟的脉宽即3412另外35个脉宽转化为7个5分频时钟的脉宽即7535。
值得注意的是应当尽量使4分频时钟和5分频时钟均匀分配所以47个原时钟脉宽你不能前35个脉宽产生5分频后12个脉宽产生4分频这样会使频谱出现更多的杂散这点可以用MATLAB仿一下待确认。
最后再来确认一下分频比47/(37)4.7再次强调这里的分频比是周期数除以周期数前提是相同时间内。
值得思考的地方
1、分频比4.7介于4到5之间所以可以用4分频和5分频来交替产生我们把范围扩展一下4.7也介于3到6之间所以能用3分频和6分频来交替产生吗推而广之奇数分频产生比偶数分频产生更麻烦一点那么为什么不用4分频和6分频呢这个值得思考个人认为可以从频谱的角度考虑。
