主控制器電路設(shè)計(jì)由上面分析可見(jiàn)，本改進(jìn)型的DCO設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在主控制器的內(nèi)部功能電路實(shí)現(xiàn)上，下面詳細(xì)介紹該主控制器總體電路和關(guān)鍵電路的設(shè)計(jì)?？傮w電路設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的主控制器總體電路結(jié)構(gòu)如示。

　　其中虛線框中為控制器主體結(jié)構(gòu)，INC為進(jìn)位控制輸入端，DEC為借位控制輸入端，N為增/減量控制字輸入端，CP為高頻時(shí)鐘輸入端，RESET為復(fù)位輸入端。控制器輸出信號(hào)經(jīng)m分頻器分頻后即可得到所需的頻率信號(hào)，邊沿檢測(cè)器可以靈敏的檢測(cè)到輸出信號(hào)邊沿（上升沿和下降沿）的變化，并輸出一個(gè)復(fù)位信號(hào)到控制器，配合控制器對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行控制。下面按照所示的3種工作模式詳細(xì)介紹一下控制器的控制原理：主控制器總體電路（1）二分頻模式當(dāng)進(jìn)位與借位控制端輸入均為低電平時(shí)，控制器工作在二分頻模式。由于INC=0，DEC=0，使得2個(gè)三態(tài)門均處于關(guān)閉狀態(tài)，可編程計(jì)數(shù)器與JK觸發(fā)器不相通，處于無(wú)效工作狀態(tài)。此時(shí)上拉N管使得JK觸發(fā)器的J，K輸入端被置為高電平，JK觸發(fā)器對(duì)高頻時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行二分頻，控制器*終輸出占空比為1B4的方波信號(hào)，此頻率信號(hào)經(jīng)m分頻器后輸出頻率為fs/（2m）的對(duì)稱方波信號(hào)。

　?。?）添加脈沖模式當(dāng)進(jìn)位控制端輸入為高電平，借位控制端輸入為低電平時(shí)，控制器工作在添加脈沖模式。由于INC=1，DEC=0，使得與JK觸發(fā)器J端相連的三態(tài)門打開，可變編程計(jì)數(shù)器的輸出端與JK觸發(fā)器的J端相通，而K端仍被上拉為高電平。此種模式的工作原理為：開始時(shí)RESET端輸入低電平，此時(shí)可編程計(jì)數(shù)器，JK觸發(fā)器，m分頻器均被復(fù)位；當(dāng)reset變?yōu)楦唠娖胶?，可編程?jì)數(shù)器從0開始做加計(jì)數(shù)，在此期間可編程計(jì)數(shù)器輸出為高電平，經(jīng)過(guò)三態(tài)門反向后，輸出給JK觸發(fā)器的J端，使得JK觸發(fā)器輸出保持為低電平，此時(shí)控制器輸出頻率為fs，當(dāng)可編程計(jì)數(shù)器計(jì)到控制字的設(shè)定值N時(shí)停止計(jì)數(shù)，并輸出低電平，從而使JK觸發(fā)器的J端輸入變?yōu)楦唠娖?，JK觸發(fā)器對(duì)高頻時(shí)鐘進(jìn)行二分頻，而當(dāng)DCO總的輸出信號(hào)出現(xiàn)邊沿的變化時(shí)，邊沿檢測(cè)器立即產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)給可編程計(jì)數(shù)器，使其復(fù)位并重新從0開始做加計(jì)數(shù)，重復(fù)上述過(guò)程。通過(guò)分析可以看出，在每一個(gè)工作周期（可編程計(jì)數(shù)器復(fù)位重新計(jì)數(shù)2次）中，控制器向m分頻器的輸入脈沖信號(hào)中添加了N個(gè)脈沖，從而使m分頻器提前NTs計(jì)滿脈沖數(shù)，即使得DCO輸出信號(hào)周期減小了NTs。

　　結(jié)語(yǔ)文中所述DCO是基于增/減量計(jì)數(shù)式DCO的工作原理所設(shè)計(jì)的，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于集成的特點(diǎn)，其通過(guò)改變整體電路的分頻比來(lái)大幅調(diào)整輸出信號(hào)的頻率，其功能與除N計(jì)數(shù)式DCO相當(dāng)，該DCO集中了增/減量計(jì)數(shù)式DCO和除N式計(jì)數(shù)器的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于鎖相環(huán)路時(shí)既可達(dá)到除N式計(jì)數(shù)器的響應(yīng)速度，又由于其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)而易于集成。