才开始学Verilog的时候不知道分频是怎么计算的,经过一段时间的学习后,总结如下,如有错误,请大家指正~
例如:系统频率为50M,要控制LED,系统频率太高,直接使用系统频率,人眼将无法看到灯的亮灭;因此要进行分频。那么分频数怎么求呢?
因为人眼所能看到灯光的闪烁最大频率是30-50Hz,所以低于30-50Hz的频率人眼才能看到。
系统·频率(FPGA晶振)50M意味着什么呢?对应的周期为1/50M=0.02us,每隔0.01us翻转一次,换言之为10ns翻转一次。
若我们设置频率为1Hz(小于30-50Hz,人眼可见灯光的闪烁),那么需要多少分频才行呢?计算公式如下:(系统频率÷所需频率-2)÷2=分频数(divcnt)
((50×106Hz÷1Hz)-2)÷2=24999999;
进行25,000,000分频,采用计数器的方式。当计数值达到25,000,000时令divclk翻转。(1/50*106)*25000000=1/2s,意思就是每0.5s翻转一次,周期为1s。对应过来的频率是1/T=1Hz,人眼可见。
always@(posedge clk or negedge Rst_n)
begin
if(!Rst_n)
div_cnt=0;
else if(div_cnt==50000000)//2s/20ns÷2,将ns换算成s后计算
begin divclk=~divclk;div_cnt=0;end
else div_cnt=div_cnt+1'b1;
end
div_cnt是1,分频就为1*2+2,即四分频,如下图所示;
为什么要加2是不是很疑惑?我的理解如下:
因为这里的1指隔1个周期
现附上灯1s翻转一次的完整代码,供大家理解本片博客分频数的计算,可以试着修改div_cnt来体会分频。
`timescale 1ns / 1ps
module LED_1(
input clk,
input Rst_n,
output reg led
);
reg [31:0]div_cnt;
reg divclk;
always@(posedge clk or negedge Rst_n)
begin
if(!Rst_n)
begin div_cnt=0;led<=0;divclk<=0;end
else if(div_cnt==50000000)//2s/20ns÷2,将ns换算成s后计算
begin divclk<=~divclk;div_cnt<=0;end
else div_cnt<=div_cnt+1'b1;
end
always@(posedge divclk)
begin
led=~led;
end
endmodule
Testbench如下:
module LED_1_tst();
reg clk;
reg Rst_n;
wire led;
LED_1 uut(.clk(clk),
.Rst_n(Rst_n),
.led(led));
initial
begin
clk=0;
Rst_n=0;
#100 Rst_n=1;
//#1000 $finish;
end
always #10 clk=~clk;
endmodule
我会在下一篇博客里,介绍如何用利用分频和计数器实现LED1s翻转一次,以及LED1ms亮,0.8ms灭。