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任意整数、半整数分频器 分频原理 1．1偶数倍分频 偶数倍分频通过计数器计数是实现的。如进行N倍偶数分频,那么可以通过由待分频的时钟触发计数器计数,当计数器从0计数到N/2-1时,输出时钟进行翻转,并给计数器一个复位信号,使得下一个时钟从零开始计数。以此循环下去。这种方法可以实现任意的偶数分频。 奇奇数倍分频通过计数器实现,如进行三分频,通过待分频时钟上升沿触发计数器进行模三计数,当计数器计数到邻近值进行两次翻转,比如可以在计数器计数到1时,输出时钟进行翻转,计数到2时再次进行翻转。即是在计数值在邻近的1和2进行了两次翻转。这样实现的三分频占空比为1/3或者2/3。要实现占空比为50%的三分频时钟,可以通过待分频时钟下降沿触发计数,和上升沿同样的方法计数进行三分频,然后下降沿产生的三分频时钟和上升沿产生的时钟进行相或运算,即可得到占空比为50%的三分频时钟。这种方法可以实现任意的奇数分频。归类为一般的方法为：对于实现占空比为50%的N倍奇数分频,首先进行上升沿触发进行模N计数,计数选定到某一个值进行输出时钟翻转,然后经过（N-1）/2再次进行翻转得到一个占空比非50%奇数n分频时钟。同时进行下降沿触发的模N计数,到和上升沿触发输出时钟翻转选定值相同值时,进行输出时钟时钟翻转,同样经过（N-1）/2时,输出时钟再次翻转生成占空比非50%的奇数n分频时钟。两个占空比非50%的n分频时钟相或运算,得到占空比为50%的奇数n分频时钟。分频需要对输入时钟进行操作。基本的设计思想：对于进行n0.5分频,首先进行模n的计数,在计数到n-1至n-1时,输出时钟赋为‘1’,回到计数0时,又赋为0,因此,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,那么时钟的下降沿变成了上升沿。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分频时钟的周期,触发时钟都是要翻转一次。≤ count_p (F_DIV/2-1)时，时钟clk_p输出0，在(F_DIV/2-1) ≤ count_p F_DIV -1 时钟clk_p输出1（上述说到的奇数分频的计数选定值在这里选0，为结合偶数分频，这里的奇数分频比较点取N/2-1，与上述原理取(N-1)/2有所区别，所以奇数分频最后的结果是上升沿计数输出的时钟(clk_p)和下降沿计数输出的时钟(clk_n)做“与”运算，即clk_out = clk_p clk_n，但原理是一样的）。图1-1所示，是一个3分频器的仿真时序图。 图1-1 3分频器时序图 2.1.2半整数分频的实现 根据参数HALF的状态，若为0则表示为整数分频，若为1表示为半整数分频。当HALF=1时，根据上述半整数分频原理控制逻辑，在输出时钟clk_out的下降沿改变标志位flag的状态，并根据flag的状态来控制输入时钟clock进行翻转。本来是N分频的，时钟每翻转一次就少了半个时钟周期，也就成了N-0.5分频。如图1-2所示为分频系数为2.5的分频时序图。 图1-2 2.5倍分频器时序图 2．2功能现实 分频系数可能通过参数F_DIV,HALF修改，方便应用于不同的程序。程序代码如下所示。若参数F_DIV为0时，输出无时钟；若分频系数为整数时，输出时钟占空比为50%。 //*******************************************************// // 任意整数、半整数分频模块 // //*******************************************************// //功能：对输入时钟clock进行F_DIV或(F_DIV-0.5)倍分频后输出 //clk_out,其中F_DIV,HALF表示分频系数，分频系数范围为1~2^n //(n=F_DIV_WIDTH) //若要改变分频系数，改变参数F_DIV、HALF或F_DIV_WIDTH到相应 //范围即可若分频系数为整数，则输出时钟占空比为50%； //若分频系数为半整数，则输出时钟占空比为F_DIV/2(F_DIV-0.5) //当分频系数越大时，占空比越接近50%。 //前提条件是输入时钟占空比是50%。 //2.5倍分频:2.5倍分频的时序图如下所示。 // 1 2 3 4 5 //clock |---|__|---|