占空比：對(duì)于一串理想的脈沖序列中（如方波），正脈沖的持續(xù)時(shí)間與脈沖總周期的比值，叫做這個(gè)方波的占空比。

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分頻分為奇分頻和偶分頻

第一,偶數(shù)倍分頻：偶數(shù)倍分頻應(yīng)該是大家都比較熟悉的分頻,通過(guò)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)是完全可以實(shí)現(xiàn)的。如進(jìn)行N倍偶數(shù)分頻,那么可以通過(guò)由待分頻的時(shí)鐘觸發(fā)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù),當(dāng)計(jì)數(shù)器從0計(jì)數(shù)到N/2-1時(shí),輸出時(shí)鐘進(jìn)行翻轉(zhuǎn),并給計(jì)數(shù)器一個(gè)復(fù)位信號(hào),使得下一個(gè)時(shí)鐘從零開(kāi)始計(jì)數(shù)。以此循環(huán)下去。這種方法可以實(shí)現(xiàn)任意的偶數(shù)分頻。

??? 第二：奇數(shù)倍分頻：奇數(shù)倍分頻常常在論壇上有人問(wèn)起,實(shí)際上,奇數(shù)倍分頻有兩種實(shí)現(xiàn)方法：首先,完全可以通過(guò)計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn),如進(jìn)行三分頻,通過(guò)待分頻時(shí)鐘上升沿觸發(fā)計(jì)數(shù)器進(jìn)行模三計(jì)數(shù),當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到鄰近值進(jìn)行兩次翻轉(zhuǎn),比如可以在計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到1時(shí),輸出時(shí)鐘進(jìn)行翻轉(zhuǎn),計(jì)數(shù)到2時(shí)再次進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。即是在計(jì)數(shù)值在鄰近的1和2進(jìn)行了兩次翻轉(zhuǎn)。這樣實(shí)現(xiàn)的三分頻占空比為1/3或者2/3。如果要實(shí)現(xiàn)占空比為50%的三分頻時(shí)鐘,可以通過(guò)待分頻時(shí)鐘下降沿觸發(fā)計(jì)數(shù),和上升沿同樣的方法計(jì)數(shù)進(jìn)行三分頻,然后下降沿產(chǎn)生的三分頻時(shí)鐘和上升沿產(chǎn)生的時(shí)鐘進(jìn)行相或運(yùn)算,即可得到占空比為50%的三分頻時(shí)鐘。這種方法可以實(shí)現(xiàn)任意的奇數(shù)分頻。歸類為一般的方法為：對(duì)于實(shí)現(xiàn)占空比為50%的N倍奇數(shù)分頻,首先進(jìn)行上升沿觸發(fā)進(jìn)行模N計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)選定到某一個(gè)值進(jìn)行輸出時(shí)鐘翻轉(zhuǎn),然后經(jīng)過(guò)（N-1）/2再次進(jìn)行翻轉(zhuǎn)得到一個(gè)占空比非50%奇數(shù)n分頻時(shí)鐘。再者同時(shí)進(jìn)行下降沿觸發(fā)的模N計(jì)數(shù),到和上升沿觸發(fā)輸出時(shí)鐘翻轉(zhuǎn)選定值相同值時(shí),進(jìn)行輸出時(shí)鐘時(shí)鐘翻轉(zhuǎn),同樣經(jīng)過(guò)（N-1）/2時(shí),輸出時(shí)鐘再次翻轉(zhuǎn)生成占空比非50%的奇數(shù)n分頻時(shí)鐘。兩個(gè)占空比非50%的n分頻時(shí)鐘相或運(yùn)算,得到占空比為50%的奇數(shù)n分頻時(shí)鐘。另外一種方法：對(duì)進(jìn)行奇數(shù)倍n分頻時(shí)鐘,首先進(jìn)行n/2分頻（帶小數(shù),即等于(n-1)/2+0.5）,然后再進(jìn)行二分頻得到。得到占空比為50%的奇數(shù)倍分頻。

???? 下面講講進(jìn)行小數(shù)分頻的設(shè)計(jì)方法:

???? 第三 ,小數(shù)分頻：首先講講如何進(jìn)行n+0.5分頻,這種分頻需要對(duì)輸入時(shí)鐘進(jìn)行操作。基本的設(shè)計(jì)思想：對(duì)于進(jìn)行n+0.5分頻,首先進(jìn)行模n的計(jì)數(shù),在計(jì)數(shù)到n-1時(shí),輸出時(shí)鐘賦為‘1’,回到計(jì)數(shù)0時(shí),又賦為0,因此,可以知道,當(dāng)計(jì)數(shù)值為n-1時(shí),輸出時(shí)鐘才為1,因此,只要保持計(jì)數(shù)值n-1為半個(gè)輸入時(shí)鐘周期,即實(shí)現(xiàn)了n+0.5分頻時(shí)鐘,因此保持n-1為半個(gè)時(shí)鐘周期即是一個(gè)難點(diǎn)。從中可以發(fā)現(xiàn),因?yàn)橛?jì)數(shù)器是通過(guò)時(shí)鐘上升沿計(jì)數(shù),因此可以在計(jì)數(shù)為n-1時(shí)對(duì)計(jì)數(shù)觸發(fā)時(shí)鐘進(jìn)行翻轉(zhuǎn),那么時(shí)鐘的下降沿變成了上升沿。即在計(jì)數(shù)值為n-1期間的時(shí)鐘下降沿變成了上升沿,則計(jì)數(shù)值n-1只保持了半個(gè)時(shí)鐘周期,由于時(shí)鐘翻轉(zhuǎn)下降沿變成上升沿,因此計(jì)數(shù)值變?yōu)?。因此,每產(chǎn)生一個(gè)n+0.5分頻時(shí)鐘的周期,觸發(fā)時(shí)鐘都是要翻轉(zhuǎn)一次。設(shè)計(jì)思路如下：

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下面是任意正整數(shù)的分頻/*此時(shí)舉例是6倍頻*/

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代碼 //divn.v / Verilog

module divn (
input clk,
input rst_n,
output o_clk
);

parameter WIDTH = 3;
parameter N = 6;

reg [WIDTH-1:0] cnt_p;// 上升沿計(jì)數(shù)單位
reg [WIDTH-1:0] cnt_n;// 下降沿計(jì)數(shù)單位
reg clk_p;// 上升沿時(shí)鐘
reg clk_n;// 下降沿時(shí)鐘

assign o_clk = (N == 1) ? clk :
(N[0]) ? (clk_p | clk_n) : (clk_p);//其中N==1是判斷不分頻，N[0]是判斷是奇數(shù)還是偶數(shù)，若為1則是奇數(shù)分頻，若是偶數(shù)則是偶數(shù)分頻。

always@(posedge clk or negedge rst_n) begin
if (!rst_n)
cnt_p <= 0;
else if (cnt_p == (N-1))
cnt_p <= 0;
else
cnt_p <= cnt_p + 1;
end

always@(posedge clk or negedge rst_n) begin
if (!rst_n)
clk_p <= 1;//此處設(shè)置為0也是可以的，這個(gè)沒(méi)有硬性的要求，不管是取0還是取1結(jié)果都是正確的。
else if (cnt_p < (N>>1))/*N整體向右移動(dòng)一位，最高位補(bǔ)零，其實(shí)就是N/2，不過(guò)在計(jì)算奇數(shù)的時(shí)候有很明顯的優(yōu)越性*/
clk_p <= 1;
else
clk_p <= 0;
end

always@(negedge clk or negedge rst_n) begin
if (!rst_n)
cnt_n <= 0;
else if (cnt_n == (N-1))
cnt_n <= 0;
else
cnt_n <= cnt_n + 1;
end

always@(negedge clk or negedge rst_n) begin
if (!rst_n)
clk_n <= 1;
else if (cnt_n < (N>>1))
clk_n <= 1;
else
clk_n <= 0;
end

endmodule




testbench.v

divn_tb.v / Verilog

`timescale 1ns/10ps
module divn_tb;
reg clk;
reg rst_n;
wire o_clk;

divn u0 (
.clk(clk),
.rst_n(rst_n),
.o_clk(o_clk)
);


initial begin
clk = 1'b1;
rst_n = 1'b1;

#50 rst_n = 1'b1;/*這一步是一定要加上的，因?yàn)?#xff0c;如果不加的話就等于沒(méi)有進(jìn)行初始化，輸出信息是沒(méi)有的，這一點(diǎn)已經(jīng)驗(yàn)證過(guò)了*/
end

// 50MHz clk
always #10 clk = ~clk;
endmodule

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轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/fpga-study/archive/2010/10/18/1854642.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的用verilog语言写的任意整数的分频器的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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