Capítulo 15: Divisor de frecuencias
Con los prescalers conseguimos obtener señales de reloj de una frecuencia menor. Sin embargo, con ellos no podemos conseguir la frecuencia exacta que queramos. Si queremos por ejemplo implementar un contador que se incremente cada segundo, ¿cómo lo podríamos hacer?. Necesitamos los divisores de frecuencia.
Con estos divisores conseguimos generar señales de frecuencias exactas. Son muy importantes para aplicaciones de comunicaciones (uarts, spi, bus i2c...), refresco de pantallas gráficas, generación de señales PWM, cronómetros, temporizadores, generación de tonos audibles, etc.
En este capítulo ....
Dividir la frecuencia de una señal entre 2 es muy sencillo: colocamos un prescaler de 1 bit. En general, para divir entre cualquier potencia de 2 (2, 4, 8, 16...2^N) nos basta con un prescaler de N bits. Para el resto de frecuencias necesitamos el divisor de frecuencias
Es un componente que tiene una señal de entrada (clk_in), con frecuencia fin y periodo Tin. Como salida tiene otra señal (clk_out) cuya frecuencia es la de la entrada dividia entre M. O si lo vemos con el periodo, el de la señal de salida es M veces mayor que el de la entrada
Comenzaremos por el divisor más pequeño posible, el "hola mundo", un divisor entre 3. Obendremos una señal con una frecuencia 3 veces menor. En el caso de probarlo en la placa iCEstick con el reloj de 12Mhz, obtendríamos una señal de 12/3 = 4Mhz.
Las señales de entrada y salida son las siguientes:
Vemos que clk_out tiene un periodo Tout 3 veces mayor que Tin (La tercera parte de su frecuencia). Aunque el ciclo de trabajo es diferente. Clk_in está el mismo tiempo a nivel alto que bajo, mientras que clk_out está dos tercios del periodo a nivel bajo y uno a nivel alto. Para temas de temporización, el ciclo de trabajo es indiferente. Lo importante es la frecuencia.
Un divisor de frecuencia entre M se implementa usando un contador módulo M, y tomando como salida el bit de mayor peso.
Para implementar este divisor hola mundo, hay que utilizar por tanto un contador módulo 3, como se muestra en el siguiente diagrama
Este componente es un contador que al cabo de 3 pulsos vuelve al comienzo, repitiendo la cuenta 0, 1, 2, 0, 1, 2, 0, 1, 2...
En general, un contador módulo M se inicializa al cabo de M pulsos. Empieza en 0 y va contando 1, 2, 3, 4... hasta M-1. En el siguiente pulso pasa de nuevo a 0 y vuelve a empezar