本發(fā)明涉及脈沖信號產(chǎn)生領域，特別涉及一種微處理器的整數(shù)頻率信號產(chǎn)生電路及產(chǎn)生方法。
背景技術：
1、在電力電子設備系統(tǒng)中，常常需要整數(shù)頻率信號，例如測試測量儀器中，整數(shù)頻率信號用于生成基帶信號，滿足各種測試需求，另外整數(shù)頻率信號還應用于各種需要精確頻率控制的場合，例如精確計時、頻率標準等。
2、現(xiàn)有技術下，設備中的微處理器輸出的頻率信號的占空比和翻轉(zhuǎn)寄存器的分頻值相關，頻率信號的頻率是通過配置分頻寄存器的分頻值實現(xiàn)的。計數(shù)器是在一系列的規(guī)則脈沖信號（稱之為時鐘）下工作的，所以頻率信號的頻率變化是以時鐘為單位的。而微處理器的時鐘頻率大多都是幾十mhz~幾百mhz不等，達不到ghz的標準，所以頻率信號想要實現(xiàn)皮秒(ps)級別的改變是不現(xiàn)實的。例如微處理器的工作時鐘為100mhz，周期為10ns，想要實現(xiàn)175khz的頻率信號，其分頻值為571.428，整數(shù)部分可以通過配置分頻寄存器實現(xiàn)，小數(shù)部分就沒法實現(xiàn)了，因為分頻寄存器的值每增加1就代表計數(shù)器多計數(shù)一次，小數(shù)部分代表小于1個時鐘計算。所以無法實現(xiàn)任意整數(shù)頻率信號的輸出。
技術實現(xiàn)思路
1、為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種微處理器的整數(shù)頻率信號產(chǎn)生電路及產(chǎn)生方法，以達到可實現(xiàn)任意整數(shù)頻率信號輸出的目的。
2、為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：
3、一種微處理器的整數(shù)頻率信號產(chǎn)生電路，包括翻轉(zhuǎn)寄存器、分頻寄存器、計數(shù)器、頻率信號翻轉(zhuǎn)模塊、整數(shù)頻率計算單元和延時單元；
4、所述翻轉(zhuǎn)寄存器用于頻率信號占空比的控制，供用戶配置其分頻值；
5、所述分頻寄存器用于頻率信號的整數(shù)分頻，供用戶配置其分頻值，當用戶計算的分頻值包含小數(shù)時，將分頻值的整數(shù)部分配置到分頻寄存器中，分頻值的整數(shù)部分的1/2配置到翻轉(zhuǎn)寄存器中，分頻值的小數(shù)部分轉(zhuǎn)換成16進制后配置到整數(shù)頻率計算單元中；
6、所述計數(shù)器用于使能信號的產(chǎn)生，當計數(shù)器的計數(shù)值等于翻轉(zhuǎn)寄存器的分頻值時，輸出使能信號1給頻率信號翻轉(zhuǎn)模塊和整數(shù)頻率計算單元，當計數(shù)器的計數(shù)值等于分頻寄存器的分頻值時，輸出使能信號2給頻率信號翻轉(zhuǎn)模塊；
7、所述頻率信號翻轉(zhuǎn)模塊用于頻率信號的產(chǎn)生，當使能信號1有效時，頻率信號翻轉(zhuǎn)模塊將頻率信號輸出高電平脈沖，當使能信號2有效時，頻率信號翻轉(zhuǎn)模塊將頻率信號輸出低電平脈沖；
8、所述整數(shù)頻率計算單元用于在使能信號1有效時，計算分頻值的小數(shù)部分的延時級數(shù)，并發(fā)送給延時單元；
9、所述延時單元用于根據(jù)整數(shù)頻率計算單元發(fā)來的延時級數(shù)，將頻率信號翻轉(zhuǎn)模塊輸出的頻率信號進行小于一個時鐘周期的延時，并輸出整數(shù)頻率信號。
10、上述方案中，所述整數(shù)頻率計算單元包括小數(shù)寄存器、整數(shù)計算模塊和延時級數(shù)計算模塊；
11、所述小數(shù)寄存器用于接收用戶配置的分頻值的小數(shù)部分，并輸出給整數(shù)計算模塊；
12、所述整數(shù)計算模塊用于接收小數(shù)寄存器發(fā)來的分頻值，在使能信號1有效時，計算頻率信號的小數(shù)延時數(shù)，并將計算得到的小數(shù)延時數(shù)與256進行比較，當小數(shù)延時數(shù)小于256時，將其直接輸出給延時級數(shù)計算模塊；當小數(shù)延時數(shù)大于256時，輸出配置使能給分頻寄存器，將分頻寄存器的分頻值在當前值的基礎上加1，并將小數(shù)延時數(shù)減256后剩下的小數(shù)延時數(shù)輸出給延時級數(shù)計算模塊；
13、所述延時級數(shù)計算模塊用于根據(jù)整數(shù)計算模塊輸出的小數(shù)延時數(shù)進行計算，得到延時級數(shù)，并發(fā)送給延時單元。
14、上述方案中，所述延時單元包括串聯(lián)的256個延時模塊和1個256選1選擇器；
15、所述延時模塊用于將頻率信號進行延時，第1個延時模塊的輸入為頻率信號翻轉(zhuǎn)模塊產(chǎn)生的頻率信號，第i個延時模塊的輸入為ai，輸出為zi，每個延時模塊的輸出同時進入下一級延時模塊和256選1選擇器；
16、所述256選1選擇器用于根據(jù)整數(shù)頻率計算單元發(fā)來的延時級數(shù)，選擇將某一個延時模塊的頻率信號輸出，即得到整數(shù)頻率信號，當延時級數(shù)為x時，將第x個延時模塊的輸出zx輸出，即整數(shù)頻率信號為zx。
17、一種微處理器的整數(shù)頻率信號產(chǎn)生方法，采用如上所述的一種微處理器的整數(shù)頻率信號產(chǎn)生電路，包括如下步驟：
18、步驟1、用戶根據(jù)要實現(xiàn)的頻率信號計算分頻值，將分頻值的整數(shù)部分配置給分頻寄存器，將分頻值的整數(shù)部分的1/2配置給翻轉(zhuǎn)寄存器，將分頻值的小數(shù)部分進行16進制轉(zhuǎn)換后配置給小數(shù)寄存器；
19、步驟2、計數(shù)器開始計數(shù)，當計數(shù)器的計數(shù)值等于翻轉(zhuǎn)寄存器的分頻值時，輸出使能信號1，當計數(shù)器的計數(shù)值等于分頻寄存器的分頻值時，輸出使能信號2；
20、步驟3、頻率信號翻轉(zhuǎn)模塊接收到使能信號時，產(chǎn)生頻率信號，當使能信號1有效時，頻率信號翻轉(zhuǎn)模塊輸出高電平脈沖，當使能信號2有效時，頻率信號翻轉(zhuǎn)模塊輸出低電平脈沖；
21、步驟4、當使能信號1有效時，整數(shù)計算模塊開始計算小數(shù)延時數(shù)，并與256比較，當小數(shù)延時數(shù)小于256時，將其直接輸出給延時級數(shù)計算模塊；當小數(shù)延時數(shù)大于256時，輸出配置使能給分頻寄存器，將分頻寄存器的分頻值在當前值的基礎上加1，并將小數(shù)延時數(shù)減256后剩下的小數(shù)延時數(shù)輸出給延時級數(shù)計算模塊；
22、步驟5，延時級數(shù)計算模塊根據(jù)小數(shù)延時數(shù)計算出延時級數(shù)，發(fā)送給延時單元；
23、步驟6、延時單元中的256選1選擇器在接收到延時級數(shù)后，選擇對應的延時模塊的頻率信號進行輸出，即得到整數(shù)頻率信號。
24、進一步的技術方案中，所述步驟1中，16進制轉(zhuǎn)換的公式如下：
25、f=m×256；
26、其中，f為小數(shù)寄存器配置的分頻值，m為用戶計算的分頻值的小數(shù)部分。
27、進一步的技術方案中，所述步驟4中，小數(shù)延時數(shù)的計算公式如下：
28、d=d+f；
29、其中，d為小數(shù)延時數(shù)，f為小數(shù)寄存器配置的分頻值。
30、進一步的技術方案中，所述步驟5中，延時級數(shù)的計算公式如下：
31、n=(d×s+128)÷256；
32、其中，n為延時級數(shù)，d為小數(shù)延時數(shù)，s為步長，即一個時鐘周期內(nèi)包含多少個延時模塊的延時；
33、s=w/p；
34、其中，w為時鐘周期，p為延時模塊的延時。
35、通過上述技術方案，本發(fā)明提供的一種微處理器的整數(shù)頻率信號產(chǎn)生電路及產(chǎn)生方法具有如下有益效果：
36、本發(fā)明所公開的整數(shù)頻率信號輸出電路在用戶不改變翻轉(zhuǎn)寄存器、分頻寄存器和小數(shù)寄存器的分頻值的前提下，通過整數(shù)頻率計算單元的整數(shù)計算模塊和延時級數(shù)計算模塊，自動改變分頻寄存器的分頻值和延時級數(shù)，延時級數(shù)控制延時單元中256選1選擇器用于選擇延時單元中相應的延時模塊的頻率信號輸出，實現(xiàn)了整數(shù)頻率信號的產(chǎn)生。
1.一種微處理器的整數(shù)頻率信號產(chǎn)生電路，其特征在于，包括翻轉(zhuǎn)寄存器、分頻寄存器、計數(shù)器、頻率信號翻轉(zhuǎn)模塊、整數(shù)頻率計算單元和延時單元；
2.根據(jù)權利要求1所述的一種微處理器的整數(shù)頻率信號產(chǎn)生電路，其特征在于，所述整數(shù)頻率計算單元包括小數(shù)寄存器、整數(shù)計算模塊和延時級數(shù)計算模塊；
3.根據(jù)權利要求1所述的一種微處理器的整數(shù)頻率信號產(chǎn)生電路，其特征在于，所述延時單元包括串聯(lián)的256個延時模塊和1個256選1選擇器；
4.一種微處理器的整數(shù)頻率信號產(chǎn)生方法，采用如權利要求1-3任一項所述的一種微處理器的整數(shù)頻率信號產(chǎn)生電路，其特征在于，包括如下步驟：
5.根據(jù)權利要求4所述的一種微處理器的整數(shù)頻率信號產(chǎn)生方法，其特征在于，所述步驟1中，16進制轉(zhuǎn)換的公式如下：
6.根據(jù)權利要求4所述的一種微處理器的整數(shù)頻率信號產(chǎn)生方法，其特征在于，所述步驟4中，小數(shù)延時數(shù)的計算公式如下：
7.根據(jù)權利要求4所述的一種微處理器的整數(shù)頻率信號產(chǎn)生方法，其特征在于，所述步驟5中，延時級數(shù)的計算公式如下：