主控制器電路設計由上面分析可見，本改進型的DCO設計主要體現在主控制器的內部功能電路實現上，下面詳細介紹該主控制器總體電路和關鍵電路的設計。總體電路設計所設計的主控制器總體電路結構如示。

　　其中虛線框中為控制器主體結構，INC為進位控制輸入端，DEC為借位控制輸入端，N為增/減量控制字輸入端，CP為高頻時鐘輸入端，RESET為復位輸入端。控制器輸出信號經m分頻器分頻后即可得到所需的頻率信號，邊沿檢測器可以靈敏的檢測到輸出信號邊沿（上升沿和下降沿）的變化，并輸出一個復位信號到控制器，配合控制器對整個電路進行控制。下面按照所示的3種工作模式詳細介紹一下控制器的控制原理：主控制器總體電路（1）二分頻模式當進位與借位控制端輸入均為低電平時，控制器工作在二分頻模式。由于INC=0，DEC=0，使得2個三態門均處于關閉狀態，可編程計數器與JK觸發器不相通，處于無效工作狀態。此時上拉N管使得JK觸發器的J，K輸入端被置為高電平，JK觸發器對高頻時鐘信號進行二分頻，控制器*終輸出占空比為1B4的方波信號，此頻率信號經m分頻器后輸出頻率為fs/（2m）的對稱方波信號。

　　（2）添加脈沖模式當進位控制端輸入為高電平，借位控制端輸入為低電平時，控制器工作在添加脈沖模式。由于INC=1，DEC=0，使得與JK觸發器J端相連的三態門打開，可變編程計數器的輸出端與JK觸發器的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RESET端輸入低電平，此時可編程計數器，JK觸發器，m分頻器均被復位；當reset變為高電平后，可編程計數器從0開始做加計數，在此期間可編程計數器輸出為高電平，經過三態門反向后，輸出給JK觸發器的J端，使得JK觸發器輸出保持為低電平，此時控制器輸出頻率為fs，當可編程計數器計到控制字的設定值N時停止計數，并輸出低電平，從而使JK觸發器的J端輸入變為高電平，JK觸發器對高頻時鐘進行二分頻，而當DCO總的輸出信號出現邊沿的變化時，邊沿檢測器立即產生一個復位信號給可編程計數器，使其復位并重新從0開始做加計數，重復上述過程。通過分析可以看出，在每一個工作周期（可編程計數器復位重新計數2次）中，控制器向m分頻器的輸入脈沖信號中添加了N個脈沖，從而使m分頻器提前NTs計滿脈沖數，即使得DCO輸出信號周期減小了NTs。

　　結語文中所述DCO是基于增/減量計數式DCO的工作原理所設計的，具有結構簡單，易于集成的特點，其通過改變整體電路的分頻比來大幅調整輸出信號的頻率，其功能與除N計數式DCO相當，該DCO集中了增/減量計數式DCO和除N式計數器的優點，應用于鎖相環路時既可達到除N式計數器的響應速度，又由于其簡單的結構而易于集成。