基于CPLD的分频器设计与实现-论文.pdf

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1、《工业控制计算机}2015年第28卷第6期175基于CPLD的分频器设计与实现DesignandImplementationofFrequencyDividerBasedonCPLD张明(中国电子科技集团公司第41研究所，安徽蚌埠233010)肖波(吉林烟草工业有限公司长春卷烟厂，吉林长春130000)摘要提出了基于CPLD实现分频器的功能，使用了VHDL语言进行设计，利用Qua~usll软件平台进行仿真实验，并将编写的软件下栽到CPLD器件中，进行硬件电路系统测试。结果表明该设计方案是可行的，且

2、具有较强的通用性。关键词：分频器，复杂可编程逻辑器件，硬件描述语言AbstractThispaperpresentstheimplementationoffrequencydividerbasedonCPLD，designedbyusingVHDL，andsimulatedonQua~usIIsoftwareplatform．Besides，thetestofhardwarecircuitsystemisfinishedbydownloadinginCPLD．Thensimulationandte

3、stresultisprovided，Itindicatesthatthisdesignisrealizedandhasastronguniversality．Keywords：frequencydivider．CPLD，VHDL1分频的基本原理输出信号为divclkl。在进行信号上升沿计数的同时，也对下降分频电路目前根据不同的分频比一般分为偶数分频、奇数沿进行计数，其处理过程与上升沿完全相同，循环处理后得到另分频以及小数分频等，此外根据不同的占空比的要求，所采用的外一个输出信号divclk2。最

4、后将得到的两个输出信号进行或运分频原理也略有不同，不过总的来说分频电路都是采用标准计算即得到最终的奇数分频输出信号：dlvout=divcIk1Idivclk2。数器原理来实现的。本文主要详细介绍偶数分频和奇数分频两2基于CPLD的分频器的设计及实现种基本的分频器设计。2．1设计思路1．1偶数分频分频器的设计步骤具体包括程序设偶数分频通过计数器计数比较容易实现，总的来说一般有计、编译、仿真以及程序下载、硬件电路系两种设计方案：一是当计数器计数到N／2—1时，将输出电平进统测试(见图3)。分频器的程

5、序设计目前行一次翻转，同时给计数器一个复位信号，如此循环即可完成偶最常用的设计方式有原理图和硬件描述数分频；二是当计数器计数到N／2—1时，输出信号为0或1，计语言两种方式。原理图设计是一种结构化数器计数为N／2到N一1时，输出信号为1或O，N一1时复位计描述方式，简单明了，易于理解，但是改变数器，如此循环也可完成偶数分频。这里需要说明的是第一种方电路的分频参数时，需要改变内部的计数案仅仅只能实现占空比为5O％的偶数分频，第二种方案可以根器电路，比较麻烦，不易于实现，所以通用据需要调整占空比，也可

6、以实现非50％占空比的奇数分频。本性较差。而硬件描述语言VHDL设计则是文设计方案采用的是第一种方案(见图1)。一种行为描述方式]，通过与可编程逻辑器件CPLD或FPGA相互配合使用，修改分频参数较为方便，通用性比较好。本文图3分频器设计步骤采用的是硬件描述语言VHDL设计。图1偶数分频实现原理图设计完成后需要先选择使用的器件的系列、型号，并进行输1．2奇数分频入输出管脚分配，然后再进行编译。编译是指对设计的文件进行奇数分频的实现需要对时钟信号的上升沿和下降沿分别进综合和优化，并完成对所选期间进行

7、映射、布局、布线，从而产生行分频处理，然后再将得到的两个分频信号相或，即可完成奇数相应的工程文件。编译通过的设计文件不一定完全正确，这时可分频。具体的实施方案(见图2)是：首先进行信号上升沿计数，以通过仿真来验证设计是否满足设计需求。仿真的基本思路是当计数器从O计数到(N一1)／2时，输出信号进行翻转，接着当计首先通过波形编辑器编辑仿真文件，根据设计需求给输入加载数器计数到N一1时，输出信号再次进行翻转，同时给计数器一不同的输入激励信号，然后运行仿真器，产生想对应的输出信个复位信号，以此过程作为一

8、个周期循环计数，这样就得到一个号，根据输入的激励信号和对应的输出信号之间关系，依此来判别设计的正确性。器件编程就是将工程文件下载到设计选用的CPLD中，最后进行硬件电路系统测试。2．2设计实现2_2．1偶数分频器的设计与实现根据前面介绍的基本原理，在EDA工具Quartusll软件平台下建立工程文件I3J，利用VHDL语言编写偶数分频器的实现圈2奇数分频实现原理图程序。定义的端口参数freclk和divout分别作为分频器的输人180智能变电站电压并列切换功能暖方法研究由上述过程可