七分频%50占空比到99的Verilog代码和仿真代码

在Verilog语言中，设计一个7分频器（Divider）并设置占空比范围从50%到99%，需要使用计数器和同步逻辑。以下是基本的代码示例：

module seven_divider(
    input wire clk,       // 主时钟输入
    input wire reset,      // 清零信号
    input wire [2:0] freq_in,  // 输入频率分量，7分频相当于freq_in=3
    output reg [6:0] duty_cycle_out  // 输出占空比，最大值为(99% * 8) = 79
);

reg [6:0] counter;        // 用于计数的寄存器
wire half_period;         // 半周期输出

// 初始化条件
always @(posedge clk or posedge reset) begin
    if (reset) begin
        counter <= 0;
        duty_cycle_out <= 0;
    end else if (freq_in == 3'b011) begin  // 如果是7分频输入
        counter <= counter + 1;
    end
end

// 计算占空比
assign duty_cycle_out = counter[6];

// 设置半周期触发点
always @(posedge clk) begin
    if (counter == 7'b1111_111) begin
        half_period = ~half_period;
        counter <= 0;   // 当达到满计数值时，清零并更新占空比
    end
end

// 根据占空比输出脉冲序列
always @(posedge clk or negedge half_period) begin
    case(counter)
        7'b0000_0000: assign output_pulse = 1'b0;  // 占空比50%
        7'b0000_0001 to 7'b0000_1111: assign output_pulse = 1'b1;  // 51%到98%
        default: assign output_pulse = 1'b0;  // 超过98%，设为低电平
    endcase
    // 推出最终的输出波形
    assign output = output_pulse & ~half_period;
end

endmodule

// 仿真代码示例（假设使用Vivado或Icarus Verilog等工具）
initial begin
    $monitor("clk=%b, freq_in=%d, duty_cycle_out=%d, output=%b", clk, freq_in, duty_cycle_out, output);
    #1000; // 模拟一定时间以观察状态变化
    forever #10 clk = !clk;  // 无限循环模拟时钟上升沿
end

endmodule

请注意，这个代码是一个简化版本，并未包含错误处理和优化。实际应用中可能需要更复杂的逻辑来保证频率分量的精确匹配和占空比调整。