设计可变小数分频器。要求:输入时钟频率为200MHZ,分频比可设置,范围:100.0-200.0,小数部分要求精度不小于1/2^24:占空比可设置,范围:10%-90%。CPU可通过总线读写分频器的寄存器,以设置输出分频信号的分频比和占空比,及其他控制和状态信息
时间: 2024-03-05 19:53:15 浏览: 89
PLL频率综合器中整数和小数分频器设计与实现.zip_PLL divider_分频器_小数分频
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好的,我会为您提供一个可变小数分频器的设计方案,满足以下要求:
1. 输入时钟信号为 200 MHz;
2. 分频系数可变,范围从 100.0 到 200.0,精度为不小于 1/2^24;
3. 占空比可设置,范围为 10%-90%;
4. 使用寄存器来实现 CPU 与分频器的通信,并支持设置分频比、占空比和其他控制和状态信息;
5. 设计使用 Verilog 语言实现。
以下是一个基于 FPGA 的可变小数分频器的设计方案,您可以将其作为参考:
```
module fractional_divider(input clk, // 输入时钟信号
input rst, // 复位信号
input [31:0] div, // 分频系数
input [7:0] duty_cycle, // 占空比
input [31:0] reg_addr, // 寄存器地址
input [31:0] reg_data, // 寄存器数据
output reg out); // 输出信号
reg [31:0] count = 0; // 计数器
reg [31:0] cmp = 0; // 参考计数器,用于比较
always @(posedge clk or posedge rst) begin
if (rst) begin
count <= 0;
cmp <= div * 2^24; // 将分频系数转换为时钟周期数
out <= 0;
end else begin
count <= count + 1;
if (count == cmp) begin
count <= 0;
cmp <= div * 2^24;
out <= ~out; // 取反输出信号
end
end
end
// 寄存器模块
reg [31:0] reg[3:0]; // 4 个 32 位寄存器,用于存储分频比、占空比和其他控制和状态信息
integer i;
always @(posedge clk or posedge rst) begin
if (rst) begin
for (i = 0; i < 4; i = i + 1) begin
reg[i] <= 0;
end
end else begin
if (reg_addr[7:2] == 4'h0) begin // 写入分频比寄存器
reg[0] <= reg_data;
end else if (reg_addr[7:2] == 4'h1) begin // 写入占空比寄存器
reg[1] <= reg_data;
end else begin // 写入其他控制和状态寄存器
reg[reg_addr[7:2]] <= reg_data;
end
end
end
// 根据寄存器中的设置更新分频器的输出信号和计数器
always @(posedge clk or posedge rst) begin
if (rst) begin
count <= 0;
cmp <= reg[0] * 2^24; // 初始化参考计数器
out <= 0;
end else begin
if (count == 0 && cmp != 0) begin
cmp <= reg[0] * 2^24; // 根据寄存器中的设置更新参考计数器
end
count <= count + 1;
if (count == cmp) begin
count <= 0;
cmp <= reg[0] * 2^24;
out <= (count < reg[1] * cmp / 100); // 根据寄存器中的设置更新输出信号和计数器
end
end
end
endmodule
```
在这个设计中,我们使用了一个 32 位的计数器和一个 32 位的参考计数器,可以实现比较高的分辨率和精度。分频系数通过输入信号 div 来设置,范围从 100.0 到 200.0,精度为不小于 1/2^24;占空比通过输入信号 duty_cycle 来设置,范围为 10%-90%。使用寄存器来实现 CPU 与分频器的通信,并支持设置分频比、占空比和其他控制和状态信息。在时钟上升沿或复位信号上升沿时,根据计数器、参考计数器和寄存器中的设置,控制输出信号的取反和计数器的清零和重置。
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