實(shí)例教學(xué)五 分頻器 CPLD FPGA可編程邏輯器件

分頻器

的VHDL設(shè)計(jì)桂林師范高等專(zhuān)科學(xué)校羊日飛分頻器（Divider）分頻器可以用來(lái)降低信號(hào)的頻率，是數(shù)字系統(tǒng)中常用的時(shí)序電路。在數(shù)字系統(tǒng)中，常常需要各種頻率的時(shí)鐘信號(hào)，獲得的方法一般是對(duì)晶振的時(shí)鐘進(jìn)行分頻（降頻）。二分頻、四分頻、八分頻二分頻器輸出信號(hào)的頻率是輸入信號(hào)頻率的1/2，由于周期是頻率的倒數(shù)，所以周期是輸入信號(hào)的2倍。輸入脈沖輸出脈沖÷2分頻器的應(yīng)用51單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)二分頻電路的VHDL代碼編寫(xiě)

——庫(kù)引用引用IEEE庫(kù)引用IEEE庫(kù)中的std_logic_1164程序包libraryieee;useieee.std_logic_1164.all二分頻電路的VHDL代碼編寫(xiě)

——實(shí)體分頻器電路的外特性：有1個(gè)高頻時(shí)鐘信號(hào)輸入端clk；有1個(gè)低頻時(shí)鐘信號(hào)輸出端q；實(shí)體名:clk_diventity

clk_div

isport(

clk:instd_logic;

q:bufferstd_logic;);endclk_div;端口的信號(hào)模式二分頻電路的VHDL代碼編寫(xiě)

——結(jié)構(gòu)體architecture

clk_div_stru

of

clk_divisbeginendclk_div_stru;二分頻電路的

行為/功能描述輸出信號(hào)只在輸入信號(hào)的上升沿到來(lái)時(shí)變化，其余時(shí)間保持原有狀態(tài)不變；輸出信號(hào)在輸入信號(hào)的上升沿到來(lái)時(shí)變化，新的狀態(tài)為上升沿到來(lái)時(shí)刻的狀態(tài)取反；思考觀察輸出信號(hào)的變化規(guī)律，找出與輸入信號(hào)的聯(lián)系用自然語(yǔ)言描述出來(lái)二分頻電路的VHDL代碼編寫(xiě)

——結(jié)構(gòu)體

時(shí)鐘信號(hào)的上升沿如何描述？復(fù)習(xí)二分頻電路的VHDL代碼編寫(xiě)

——結(jié)構(gòu)體“當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)上升沿到來(lái)時(shí)，…”如何描述？復(fù)習(xí)process(clk)beginifclk’eventandclk=‘1’then

endif;endprocess;輸出信號(hào)只在輸入信號(hào)的上升沿到來(lái)時(shí)變化，其余時(shí)間保持原有狀態(tài)不變；二分頻電路的VHDL代碼編寫(xiě)

——結(jié)構(gòu)體輸出信號(hào)在輸入信號(hào)的上升沿到來(lái)時(shí)變化，新的狀態(tài)為上升沿到來(lái)時(shí)刻的狀態(tài)取反；使用if語(yǔ)句進(jìn)行描述process(clk)beginifclk’eventandclk=‘1’then

q<=notq;endif;endprocess;討論q的信號(hào)模式實(shí)體定義中的端口說(shuō)明端口名：是賦于每個(gè)外部引腳的名稱(chēng)。信號(hào)模式：用來(lái)說(shuō)明數(shù)據(jù)、信號(hào)通過(guò)該端口的方向。有四種：（1）IN（輸入）（2）OUT（輸出）（3）INOUT（雙向）（4）BUFFER（緩沖）IN（輸入）信號(hào)從外部經(jīng)該端口輸入至實(shí)體；單向端口；entityOUT（輸出）從實(shí)體輸出至外部；單向端口；entityBUFFER（緩沖）可以從實(shí)體輸出至外部；也可以從端口回讀該輸出值；不可以從外部輸入至實(shí)體；單向端口；entityQDarchitecture

clk_div_stru

of

clk_divisbeginprocess(

clk)begin ifclk’eventandclock=‘1’then

q<=notq;

endif;endprocess;endclk_div_stru;二分頻電路的VHDL代碼編寫(xiě)

——結(jié)構(gòu)體（完整代碼）輸出信號(hào)只在輸入信號(hào)的上升沿到來(lái)時(shí)變化，其余時(shí)間保持原有狀態(tài)不變；輸出信號(hào)在輸入信號(hào)的上升沿到來(lái)時(shí)變化，新的狀態(tài)為上升沿到來(lái)時(shí)刻的狀態(tài)取反；二分頻電路的VHDL代碼

——綜合結(jié)果二分頻電路的VHDL代碼

——仿真結(jié)果任意倍數(shù)的分頻器如何實(shí)現(xiàn)可以利用一個(gè)計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。計(jì)數(shù)輸入脈沖的個(gè)數(shù)，當(dāng)輸入脈沖的個(gè)數(shù)達(dá)到所要分頻的倍數(shù)時(shí)，翻轉(zhuǎn)輸出波形。8分頻電路的VHDL代碼編寫(xiě)

——從計(jì)數(shù)器的VHDL入手entity

counter

isport(

reset:instd_logic;

clock:instd_logic;

Q:outstd_logic_vector(3downto0));endcounter;entity

clkdiv

isport(

reset:instd_logic;

clock:instd_logic;

Q:bufferstd_logic);endclkdiv;8分頻電路的VHDL代碼編寫(xiě)

——從計(jì)數(shù)器的VHDL入手architecturecounter_struofcounterissignalcount:std_logic_vector(3downto0);begin

process(reset,clock)beginifreset=‘0’then

count<=“0000”;

elsifclock’eventandclock=‘1’thenifcount=“1111”then

count<=“0000”;else

count<=count+“0001”;endif;endif;endprocess;

Q<=count;endcounter_stru;8分頻電路的VHDL代碼編寫(xiě)

——從計(jì)數(shù)器的VHDL入手architecturecounter_struofcounterissignalcount:std_logic_vector(3downto0);begin

process(reset,clock)beginifreset=‘0’then

count<=“0000”;

elsifclock’eventandclock=‘1’thenifcount=“1111”then

count<=“0000”;else

count<=count+“0001”;endif;endif;endprocess;

Q<=count;endcounter_stru;architecture

clkdiv_stru

of

clkdiv

issignalcount:std_logic_vector(3downto0);begin

process(reset,clock)beginifreset=‘0’then

count<=“0000”;

q<=‘0’;elsifclock’eventandclock=‘1’thenifcount=4then

count<=“0000”;q<=notq;else