奇数倍分频:50%占空比实现与Verilog设计
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更新于2024-08-10
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奇数倍分频在微控制器领域中是一种常见的时钟管理技术,特别是在像AR8031这样的芯片中,其设计灵活性使得工程师能够根据需求实现精确的时钟分频。在本文中,我们将深入探讨两种主要的奇数倍分频方法:通过计数器实现和利用上升/下降沿触发。
首先,奇数倍分频的一种常见做法是利用计数器进行模N计数。例如,要实现3分频,即时钟输出频率为原始时钟频率的1/3,可以通过在待分频时钟上升沿触发计数器,使其在计数到1和2时翻转输出,从而达到1/3的占空比。这种方法适用于实现任何奇数倍分频,如15分频,只需选择适当的计数周期并确保输出时钟在计数特定值时翻转。
针对占空比为50%的奇数分频,可以采用一种巧妙的策略。首先,使用上升沿触发进行模N计数,输出在计数到某个值时翻转,然后等待计数器经过(N-1)/2次翻转,以实现非50%的占空比。接着,利用下降沿触发的计数器在相同时间点翻转输出,再经过同样的间隔,最后将这两个非50%的时钟通过逻辑或操作合并,得到占空比为50%的理想结果。这种方法不仅限于3分频,可以扩展到任意奇数倍分频。
另一种奇数倍分频技术涉及到N-0.5倍分频,例如3-0.5倍分频。在这种情况下,需要在每个时钟周期结束后,让计数器在下降沿触发下翻转一次,以确保在半个周期后再次翻转,从而达到所需的分频效果。这种技术需要对输入时钟进行适当的时序调整,确保触发计数器的时机正确。
为了实现更复杂的任意小数分频,如7+2/5分频,可以设计两个整数分频器,一个负责分频值N,另一个负责分频值N+1,通过精确控制它们各自的计数频率,确保组合后的频率达到目标小数分频。这种方法需要通过数学计算确定每个分频器的计数频率,例如,通过求解方程N×a + (N+1)×(B-a) = N×B + A,找到合适的计数频率a和B-a。
总结来说,奇数倍分频在Verilog等硬件描述语言中有着广泛应用,包括模数计数器的使用、上升/下降沿触发的结合,以及复杂小数分频的设计策略。理解这些技术对于编写高效且准确的硬件实现至关重要,特别是在处理高速数字系统和嵌入式系统时,合理的时钟管理能够显著提升系统性能和稳定性。
2020-07-13 上传
2022-09-23 上传
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2023-06-02 上传
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2021-10-02 上传
刘看山福利社
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