简单分频原理与实现——计数器 最低0.27元开通文库会员，查看完整内容>；原发布者：myt3912630简单分频原理与实现—计数器一个数字系统中往往需要多种频率的时钟脉冲作为驱动源，这样就需要对FPGA的系统时钟（频率较高）进行分频。比如在进行流水灯、数码管动态扫描设计时不能直接使用系统时钟（太快而肉眼无法识别），或者需要进行通信时，由于通信速度不能太高（由不同的标准限定），这样就需要对系统时钟分频以得到较低频率的时钟。分频器主要分为偶数分频、奇数分频、半整数分频和小数分频，如果在设计过程中采用参数化设计，就可以随时改变参量以得到不同的分频需要。在对时钟要求不是很严格的FPGA系统中，分频通常都是通过计数器的循环计数来实现的。偶数分频（2N）偶数分频最为简单，很容易用模为N的计数器实现50%占空比的时钟信号，即每次计数满N（计到N-1）时输出时钟信号翻转。奇数分频（2N+1）使用模为2N+1的计数器，让输出时钟在X-1（X在0到2N-1之间）和2N时各翻转一次，则可得到奇数分频器，但是占空比并不是50%（应为X/(2N+1)）。得到占空比为50%的奇数分频器的基本思想是：将得到的上升沿触发计数的奇数分频输出信号CLK1，和得到的下降沿触发计数的相同(时钟翻转值相同)奇数分频输出信号CLK2，。
计数器的原理图 ：加减控制端。当其为低电平时计数器进行加计数；当其为高电平时计数器进行减计数。CP：时钟脉冲输入端。上升沿有效。A，B，C，D：数据输入端。用于预置计数器的初始状态。LD：异步预置控制端。低电平有效，即该端为低电平时，经数据输入端A，B，C，D对计数器的输出端QA，QB，QC，QD的状态进行预置。当需要清零时，给数据输入端均输入低电平即可。该端通常处于高电平。QA，QB，QC，QD：计数器输出端。作加法计数器时由QD输出可作十分频器，由QC输出作八分频器，由QB输出可作四分频器，由QA输出可作二分频器。ET：使能端。低电平有效，即当该端为低电平时计数器实现计数功能；当其为高电平时计数器禁止计数，输出保持原来状态。RC进，借位输出端。用来作n位级联使用。当计数器进行加计数时该端作为进位输出端；当进行减计数时该端作为借位输出端。低电平有效，即通常处于高电平，出现进，借位信号时为低电平。进，借位信号为负脉冲。MAX/MIN：最高/最低位输出端。即计数器计数到最高/最低位时，该端出现状态脉冲。状态脉冲为正脉冲，即MAX/MIN端通常为低电平，当计数器记录到最高或最低位时，MAX/MIN端成为高电平。此端可作为正脉冲输出的进，借位信号。1/74LS190不是计数，译码。
如何用D触发器实现2位2进制计数器电路图 该设计主要思路为时钟分频和逻辑运算。也可以理解为计数器设计和进位提取。需要建立对D触发器的工作方式和各种逻辑门电路的工作方式的知正确认识和使用1、观察该系统输入输出波形可以确定该系统为时钟的四分频（2位2进制）2、使用双D触发器对时钟进行四分频，一个D触发器可以完成2分频，级联即可完成4分频，根据D触发器分频基本电路设计电路原理图如下：图中数字信号D(3)为时钟信号二道分频，数字信号D(5)为D(3)信号的二分频3、观察输出波形如下图，可以确认对信号D(3)取反后与D(2)、D(5)进行逻辑与(模2加)运算可以提取所需波形。4、修改电路设计如下图：可以直接使用74LS74的反相输出端减少反相器的使用。5、模拟仿真输入和输出如下图：观察仿真结果可以发现输出信号D(8)高电平持续时间位半个CP，4个CP为一个周期，符合设计要求。注意：仿真使用的回D触发器为边沿触发，边沿触发D触发器工作过程如下：当时答钟CP上升沿到达时，D输入端的状态被送到Q输出端。当时钟CP上升沿完成后，Q输出端保持原有的状态，等待下一个CP上升沿。部分触发器带有复位端和置位端，根据其有效电平可以对Q端进行清0或者置1的操作。
如何用计数器实现任意分频
