基於 Verilog HDL偶數分頻和奇數

fpga開發板上的晶振頻率都是固定值，只能產生固定頻率的時鐘訊號，但是實際工程中需要各種不同頻率的訊號，這時就需要對晶振產生的頻率進行分頻。比如 fpga開發板上的晶振頻率為50mhz，若想要得到1mhz的方波訊號，那麼就需要對晶振產生的訊號進行50分頻；若要實現秒計數，則需對50mhz頻率進行50000000分頻，形成1hz的脈衝。

偶數分頻器的設計比較簡單，通常用計數器的方法來實現。比如要實現乙個n分頻（n為偶數）的分頻器，當計數到（n/2-1）時，讓輸出狀態翻轉，並將計數器清零，這樣輸出的訊號就是輸入時鐘的n分頻了。

以10分頻為例，即n=10，計數到4時鐘反轉。

//設計**
module div_10
(clk,rst_n,div_10)
;input clk ;
input rst_n;
output div_10;
reg div_10;
reg [3:
0] cnt;
always @(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n)
begin
cnt <=
4'b0;
div_10 <=
1'b0;
endelse
if(cnt ==
4'd4)
begin
cnt <=
4'b0;
div_10 <=
~div_10;
endelse
cnt <= cnt +1; 
endendmodule

//測試**
module div_10_tb;
reg clk;
reg rst_n;
wire div_10;
div_10 unit(.
clk(clk),.
rst_n
(rst_n),.
div_10
(div_10));
always #10 clk =
~clk ;
initial 
begin
clk=
1'b1; rst_n=1'b0;
#10 rst_n=
1'b1;
endendmodule

波形圖如下所示：

以三分頻且占空比為50%的奇數分頻器為例，設計思路是：計數器為時鐘上公升沿觸發，計數到2清零，clk1為時鐘上公升沿觸發，當cnt清零時clk1翻轉；clk2時鐘下降沿觸發，當cnt計數到2時clk2翻轉，最後將clk1與clk2進行與運算。

n=3，占空比為50%，具體實現**如下：

//設計**
module div_3
( input clk, input rst_n, output div_three )
;reg [1:
0] cnt; 
reg div_clk1;
reg div_clk2; 
always @(posedge clk or negedge rst_n)
begin 
if(rst_n ==
1'b0)
cnt <=0;
else
if(cnt ==2) 
cnt <=0;
else 
cnt <= cnt +1; 
end 
always @(posedge clk or negedge rst_n)
begin 
if(rst_n ==
1'b0)
div_clk1 <=0;
else
if(cnt ==0)
div_clk1 <=
~div_clk1;
else div_clk1 <= div_clk1;
endalways @(negedge clk or negedge rst_n)
begin 
if(rst_n ==
1'b0)
div_clk2 <=0;
else
if(cnt ==2)
div_clk2 <=
~div_clk2;
else
div_clk2 <= div_clk2;
end 
assign div_three = div_clk2 ^ div_clk1; 
endmodule

//測試**
module div_3_tb;
reg clk;
reg rst_n;
wire div_three;
div_3 unit(.
clk(clk),.
rst_n
(rst_n),.
div_three
(div_three));
always #10 clk=
~clk;
initial
begin
clk=
1;rst_n=0;
#20 rst_n=1;
endendmodule

波形圖如下所示

若需了解其他分頻方法可參考如下：

基於verilog的偶數、奇數、半整數分頻以及任意分頻器設計

基於 Verilog HDL偶數分頻和奇數

Verilog HDL 6 偶數分頻器

奇偶數分離

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基於 Verilog HDL偶數分頻和奇數

Verilog HDL 6 偶數分頻器

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