VHDL设计：实现普通与奇数分频器及其50%占空比

本文档主要介绍了分频器的设计原理与VHDL程序实现，重点探讨了普通分频和占空比为50%的奇数分频两种情况。 首先，普通分频部分，其设计基于计数器技术。通过一个计数器，例如m=2n，当计数器的值在0到j-1范围内，输出时钟为高电平（1），而当计数器值在j到2n-1范围时输出为低电平（0）。在计数器达到2n-1时，进行计数器的复位操作，从而实现周期性地改变输出时钟的占空比，其中m作为预置数可以调整分频系数，而j用于精细化调节占空比。如果m为奇数，则能实现非50%的占空比，这在某些应用中具有实用性，如脉冲宽度调制（PWM）信号的生成。 接着，文章详细描述了占空比为50%的奇数分频器设计。在这个场景下，采用两个2n+1进制计数器，分别对应于输入时钟clk的上升沿（clk1）和下降沿（clk2）。每个计数器独立工作，当计数器1在0到n-1阶段输出1，在n到2n阶段输出0，然后清零。同样的过程在计数器2上进行，只不过边沿翻转。最终，输出时钟clkout由clk1和clk2的相异状态决定，即clkout=clk1+clk2，实现了理想的50%占空比。 VHDL程序实现部分，文中给出了两个实体（entity）的代码片段，分别是"zhengshufenpin"（正序分频器）和"jishufenpin"（奇序分频器）。这两个实体的端口定义了输入时钟（clk）、预置数m和j、以及输出信号y。它们各自的架构（architecture）部分展示了计数器的逻辑处理过程，包括计数、比较和输出控制。 通过这些代码，读者可以学习到如何在VHDL语言中设计并实现这两种类型的分频器，这对于理解数字逻辑设计和VHDL编程非常有帮助。实际应用中，选择合适的分频器类型取决于具体的需求，如需要精细调节占空比还是保持固定50%，以及对时钟边沿的要求。