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基于FGA的通用数控分频器的设计与实现

【 关键词 】F P G A;分 频器 ;V H DL
D 触发 器的输 出信号Q 反馈 回来作为输入信 号, 将模N 计数器输 出信 号的最高位作为D 触发器 的 时钟信号 。 其顶 层原理 图如 图5 所示 。其 中a 为分频模 式选 择,当a = O 0 时进行偶数 分频; 当a = O 1 时进 行 占空 比为非5 0 % 奇数分 频 ;当a = l O 时进行 占 空 比为5 0 % 的 奇数 分屏 ;当a = l 1 时进 行半整 数 分频 J 。端 口M 的作用是控制分 频数 。端 HK 的 作 用是进行偶数 ( M = 2 N )和奇数 ( M = 2 N + I )分 频 时,调节 占空 比,当k = N 时 ,占空 比为5 o 9 6 。 6 . 结论 薯 一 ~ 本 设计的最终 目的是实现分频器 的通 用性 : 一 , 一 和 实用性 ,本设计 中控 制端 口M 、i 、以及计 数 图3半整数分频器原理图 器N 的位 宽均 另外,不难发现此原理 图还可以实现 占空 采 用参数化设计思想 ,用户根据 需要对 其 比为5 0 % 的2 M 一 1 倍 的奇 数分频 当M = 3 时,其仿 稍加 修改就可满足不 同的分频需求 ,在一 定程 2 . 偶 数 分频 器 真结果 如图4 所示 。原 理图的输 出端 口q 即为 占 度上 实现 了通用性 。 偶 数 分 频 器 比较 简 单 , 即 利 用 计 数 器 空 比为5 o 9 6 的5 分频 ,输 出端 HC 为2 . 5 分频 。 参考文献 对 需 要分 频 的原 始 时钟 信 号进 行计 数翻 转 。 ‘ ; i } . 。 ~ 一 一 萋 。 : l f : ÷ i_ — = 二 。 : 曼 。 鼻: 三 { = : = ij 二号 ■ 【 1王耀琦, 1 1 王小鹏, 王静. 基于C P L D / F P G A 的任意分频器 例 如 : 要进 行 M = 2 N ( N 为 自然 数 ) 分频 ,当 计 ; 设计研 究与仿真U 】 . 兰州大学学报, 2 0 1 0 , 2 9 ( 4 ) : 9 — 1 3 , 数 值 为O  ̄k - 1 时 ,输 出高 电平 ,当计 数值 为 :.......... . . .. . .. . .. 一 . .. . .. .. . .. . .. . . .. . .. . . , . 一 .. . . . .. . . . .. . . 图4半 整数 ( 2 . 5 )分频器仿真结果 【 2 ] 周 殿凤, 康 素成, 王俊华. 基于F P G A 的任意数值分频器 k - 1  ̄2 N - 1 时输 出低 电平 ,同时计数 值复 位, 的设计信 息化研 究U 】 . 2 0 1 0 , 3 6 ( 2 ) : 5 9 — 6 1 . 如此 循环可 实现任意 占空比的偶数分频 ,其中 5 . 数控通用分频器 的实现 1 3 】 潘松, 黄 继业. E DA 技术 实用教程【 M】 . 北京: 科 学出版 M 和k 为预置 数,可根据分频倍 数和 占空比的要 综 上 ,利 用模N 计数器 、脉冲 添加 电路 , 2 0 0 6 . 求进 行置数 。如图l 所示 ,当k = N 时 ,即可 实现 以及控 制模块 即可 实现 占空 比可 调的通 用分频 社 , 占空 比为 5 0 % 的偶数 分频…。 4 1 高凡, 贾磊磊. 基于F P G A  ̄半整数分频器的设计卟 科 器 。在 具体设计过程 中可采用层次化 的设计方 【 2 0 1 0 , 1 9 : 1 3 3 — 1 3 4 . 巨 { … _ _。 一} i ” … … 齄 … 州舰 … n帆 … m 一 兀f 一 I 婴 加 Hr 一 一 法 。 首先 ,设 计通 用 分频 器 中各 组成 电路 元 技 信 息, ! l l 。 一 . , 1 , 1 一 厂 一 _ 一 1 一 , ■ 厂1. _ _ _ — 一 . r 【 5 】 毛为勇, 祁 中洋, 王兰. 基于F P G A 的任意小数分频器的 件 ,然 后通过元件例 化的方法 ,调用 各元件 , 图1占空比为5 0 % 的4 分频仿真结 果 实现通用分频器 。 设计 桂林航 天工业高等专科学校学报, 2 0 0 9 . 1 ( 5 3 ) : 3 0 —
1 . 引 言
分频 器是 数 字 系统 中非 常 重要 的模 块 之 被 广 泛应 用 于各 种 控制 电路 中。在 实 际 中,设计人员往 往需要将一个 标准的频率源 通 过分 频技术 以满 足不同 的需求 。常见 的分频 形 式 主 要有 :偶 数 分频 、 奇数 分 频 、半整 数 分 频 、小数分频 、分数分频 。在 某些严格 的情 况 下 ,还有 占空 比的要求 。其 中非等 占空 比的偶 数分 频器和奇数 分频器其实现 比较容 易,但 对 于 半整数 分频 器和 占空 比为5 0 % 的奇 数分频 器 实现 比较 困难。 本文首先介绍 了各种分频器 的实现 原理, 并 结合V H D L 硬件 描述语 言对 其进行 了仿真 ,最 后 提出一个 可控 的通用分频 器的设计方法 ,该 方法 可实现任 意分频 ,资源 消耗低 ,具有 可编 程等优 点。
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基 于F P GA的通 用数 控 分频 器 的设 计 与实现
西华师范 大学物理与电子信 息学院 张建妮 陆晓燕
【 摘要 】本文首先介绍 了各种分 频器 的实现原理 ,并在F P G A ̄ - 发平 台上通过V HD L 文本 输入 和原理图输入相结合 的方 式,编程给 出 了仿真结果 。最后通过 对各种分频的 分析 ,利用 层次化设计 思想 ,综合设计 出了一种基 f - F P G A ̄通用数 控分 频器 ,通过对 可控端 口的调节就 能够实现不 同倍数及 占空比的分 频器。
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