实现占空比50%的奇数分频

eachanm

已于 2023-07-11 09:50:21 修改

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分类专栏： FPGA 文章标签： fpga开发

于 2023-02-13 22:01:42 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/eachanm/article/details/129017290

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文章详细介绍了如何使用Verilog语言设计分频器，包括基本的5分频器以及实现50%占空比的5分频器。通过计数器和逻辑判断，调整输出信号的高低电平时机，以达到所需频率和占空比。此外，还提供了一个通用的奇数N分频器模板，支持自定义占空比。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

分频：单个时钟周期变长，频率变小，若50Mhz（20ns一个周期）实现2分频，则分频后为25Mhz（40ns）

50Mhz(20ns)实现5分频，分频后为10Mhz(100ns)

1、正常分频，比如5分频，即计5个数（0-4），当计到4时拉高，（0-3拉低）

，使最后一个数（4）为高电平，其余为低电平。

module divider_five
(
    input wire sys_clk,        
    input wire sys_rst_n,   
    
    output reg clk_divider     //频率输出管脚
);
    reg [2:0] cnt;

//cnt计数
    always @(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)
        if(sys_rst_n  == 1'b0)
            cnt <= 3'd0;
        else if (cnt == 3'd4)
            cnt <= 3'd0;
        else 
            cnt <= cnt + 1'd1;
            
//cnt_flag 输出  
always @(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)
        if(sys_rst_n  == 1'b0)
            clk_divider <= 1'b0;
        else if(cnt == 3'd3)
            clk_divider <= 1'b1;
        else 
            clk_divider <= 1'b0;      
            
endmodule

2,实现奇数占空比50%的5分频需要在第2.5时拉低（计数5个数），因此需要借助下降沿的计数来实现

//5分频占空比50%
module mux2_1
(
    input   wire        sys_clk,
    input   wire        sys_rst_n,
    output  wire        clk_divider
);

reg [2:0]   cnt;
reg  clk_1;
reg  clk_2;

assign clk_divider = clk_1 | clk_2;

//cnt计数
always@ (posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)
    if(!sys_rst_n)
        cnt <= 3'b0;
    else if(cnt == 3'd4)    
        cnt <= 3'd0;
    else 
        cnt <= cnt + 1'b1;
        
//clk_1 赋值
always @(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)
    if(sys_rst_n  == 1'b0)
        clk_1 <= 1'b0;
    else if(cnt == 3'd2)
        clk_1 <= 1'b1;
    else if(cnt == 3'd4)
        clk_1 <= 1'b0;
    else 
        clk_1 <= clk_1;
        
//clk_2 赋值
always @(negedge sys_clk or negedge sys_rst_n)
    if(syss_rst_n  == 1'b0)
        clk_2 <= 1'b0;
    else if(cnt == 3'd2)
        clk_2 <= 1'b1;
    else if(cnt == 3'd4)
        clk_2 <= 1'b0;
    else 
        clk_2 <= clk_2;

endmodule

若设计其他占空比的分频修改clk_1和clk_2的数值

//通用的奇数N分频占空比50 

// 奇数N分频占空比50
//比如5 分频

module divider(
    input wire sys_clk,
    input wire sys_rst_n,
    output wire div_clk
        
);

parameter N = 5;

reg [2:0] cnt;
reg [2:0] cnt_f;
reg clk1;
reg clk2;
    
assign div_clk = clk1 || clk2;

always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)
    if(!sys_rst_n)
        cnt <= 3'd0;
    else if(cnt == N - 1)  
        cnt <= 3'd0;
    else 
        cnt <= cnt + 1'd1;

always@(negedge sys_clk or negedge sys_rst_n)
    if(!sys_rst_n)
        cnt_f <= 3'd0;
    else if(cnt_f == N - 1)  
        cnt_f <= 3'd0;
    else 
        cnt_f <= cnt_f + 1'd1;


always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)
    if(!sys_rst_n)
        clk1 <= 1'b0;
    else if(cnt >= (N+1)/2)
        clk1 <= 1;
    else 
        clk1 <= 0;

always@(negedge sys_clk or negedge sys_rst_n)
    if(!sys_rst_n)
        clk2 <= 1'b0;
    else if(cnt_f >= (N+1)/2)
        clk2 <= 1;
    else 
        clk2 <= 0;

endmodule