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DDS是直接數(shù)字式頻率合成器（Direct Digital Synthesizer）的英文縮寫,，是一項(xiàng)關(guān)鍵的數(shù)字化技術(shù),。與傳統(tǒng)的頻率合成器相比，DDS具有低成本,、低功耗,、高分辨率和快速轉(zhuǎn)換時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)，廣泛使用在電信與電子儀器領(lǐng)域,，是實(shí)現(xiàn)設(shè)備全數(shù)字化的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù),。作為設(shè)計(jì)人員，我們習(xí)慣稱它為信號(hào)發(fā)生器,，一般用它產(chǎn)生正弦,、鋸齒、方波等不同波形或不同頻率的信號(hào)波形,，在電子設(shè)計(jì)和測(cè)試中得到廣泛應(yīng)用,。
DDS的基本結(jié)構(gòu)主要由相位累加器、相位調(diào)制器,、波形數(shù)據(jù)表ROM,、D/A轉(zhuǎn)換器等四大結(jié)構(gòu)組成，其中較多設(shè)計(jì)還會(huì)在數(shù)模轉(zhuǎn)換器之后增加一個(gè)低通濾波器,。
系統(tǒng)時(shí)鐘CLK為整個(gè)系統(tǒng)的工作時(shí)鐘,，頻率為fCLK；頻率字輸入F_WORD,，一般為整數(shù),，數(shù)值大小控制輸出信號(hào)的頻率大小，數(shù)值越大輸出信號(hào)頻率越高,，反之,，輸出信號(hào)頻率越低，后文中用K表示,；相位字輸入P_WORD,，為整數(shù)，數(shù)值大小控制輸出信號(hào)的相位偏移,，主要用于相位的信號(hào)調(diào)制,，后文用P表示；設(shè)輸出信號(hào)為CLK_OUT,，頻率為fOUT,。
圖中所展示的四大結(jié)構(gòu)中，相位累加器是整個(gè)DDS的核心，在這里完成相位累加,，生成相位碼,。相位累加器的輸入為頻率字輸入K，表示相位增量,，設(shè)其位寬為N,，滿足等式K = 2N * fOUT / fCLK 。其在輸入相位累加器之前,，在系統(tǒng)時(shí)鐘同步下做數(shù)據(jù)寄存,，數(shù)據(jù)改變時(shí)不會(huì)干擾相位累加器的正常工作。
相位調(diào)制器接收相位累加器輸出的相位碼,， 在這里加上一個(gè)相位偏移值P,，主要用于信號(hào)的相位調(diào)制，如應(yīng)用于通信方面的相移鍵控等,，不使用此部分時(shí)可以去掉,，或者將其設(shè)為一個(gè)常數(shù)輸入，同樣相位字輸入也要做寄存,。
波形數(shù)據(jù)表ROM中存有一個(gè)完整周期的正弦波信號(hào),。假設(shè)波形數(shù)據(jù)ROM的地址位寬為12位，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)位寬為8位,，即ROM有212 = 4096個(gè)存儲(chǔ)空間,，每個(gè)存儲(chǔ)空間可存儲(chǔ)1字節(jié)數(shù)據(jù)。將一個(gè)周期的正弦波信號(hào),，沿橫軸等間隔采樣212 = 4096次,，每次采集的信號(hào)幅度用1字節(jié)數(shù)據(jù)表示，最大值為255,，最小值為0,。將4096次采樣結(jié)果按順序?qū)懭隦OM的4096個(gè)存儲(chǔ)單元，一個(gè)完整周期正弦波的數(shù)字幅度信號(hào)寫入了波形數(shù)據(jù)表ROM中,。波形數(shù)據(jù)表ROM以相位調(diào)制器傳入的相位碼為ROM讀地址,，將地址對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元中的電壓幅值數(shù)字量輸出。
D/A轉(zhuǎn)換器將輸入的電壓幅值數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量輸出,，就得到輸出信號(hào)CLK_OUT,。
輸出信號(hào)CLK_OUT的信號(hào)頻率fOUT = K * fCLK / 2N。當(dāng)K = 1時(shí),，可得DDS最小分辨率為：fOUT = fCLK / 2N,，此時(shí)輸出信號(hào)頻率最低。根據(jù)采樣定理,，K的最大值應(yīng)小于2N / 2,。
講到這里，你可能會(huì)心存疑慮，相位累加器得到的相位碼是如何實(shí)現(xiàn)ROM尋址的呢,？
對(duì)于N位的相位累加器,，它對(duì)應(yīng)的相位累加值為2N，如果正弦ROM中存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)也是2N的話,，這個(gè)問(wèn)題就很好解決,，但是這對(duì)ROM的對(duì)存儲(chǔ)容量的要求較高。在實(shí)際操作中,，我們使用相位累加值的高幾位對(duì)ROM進(jìn)行尋址,，也就是說(shuō)并不是每個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘都對(duì)ROM進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，而是多個(gè)時(shí)鐘讀取一次,，因?yàn)檫@樣能保證相位累加器溢出時(shí)，從正弦ROM表中取出正好一個(gè)正弦周期的樣點(diǎn),。
因此,，相位累加器每計(jì)數(shù)2N次，對(duì)應(yīng)一個(gè)正弦周期,。而相位累加器1秒鐘計(jì)數(shù)fCLK次,，在k=1時(shí)，DDS輸出的時(shí)鐘頻率就是頻率分辨率,。頻率控制字K增加時(shí),，相位累加器溢出的頻率增加，對(duì)應(yīng)DDS輸出信號(hào)CLK_OUT頻率變?yōu)镵倍的DDS頻率分辨率,。
舉個(gè)例子：
設(shè)：ROM存儲(chǔ)單元個(gè)數(shù)為4096,，每個(gè)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)用8位二進(jìn)制表示。即,，ROM地址線寬度為12,，數(shù)據(jù)線寬度為8；相位累加器位寬N = 32,。
根據(jù)上述條件可以知道,，相位調(diào)制器位寬M = 12，那么根據(jù)DDS原理,。那么在相位調(diào)制器中與相位控制字進(jìn)行累加時(shí),，應(yīng)用相位累加器的高12位累加。而相位累加器的低20位只與頻率控制字累加,。
我們以頻率控制字K = 1為例,，相位累加器的低20位一直會(huì)加1，直到低20位溢出向高12位進(jìn)位,，此時(shí)ROM為0,，也就是說(shuō)，ROM的0地址中的數(shù)據(jù)被讀了220次，繼續(xù)下去,，ROM中的4096個(gè)點(diǎn),，每個(gè)點(diǎn)都將會(huì)被讀220次，最終輸出的波形頻率應(yīng)該是參考時(shí)鐘頻率的1 / 220,，周期被擴(kuò)大了220 倍,。同樣當(dāng)頻率控制字為100時(shí)，相位累加器的低20位一直會(huì)加100,，那么,，相位累加器的低20位溢出的時(shí)間比上面會(huì)快100倍，則ROM中的每個(gè)點(diǎn)相比于上面會(huì)少讀100次,，所以最終輸出頻率是上述的10倍,。
自波形數(shù)據(jù)表ROM輸出的波形數(shù)據(jù)傳入D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。D/A轉(zhuǎn)換器即數(shù)/模轉(zhuǎn)換器,，簡(jiǎn)稱DAC（Digital to Analog Conver）,，是指將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的電子元件或電路。
DAC內(nèi)部電路構(gòu)造無(wú)太大差異,，大多數(shù)DAC由電阻陣列和n個(gè)電流開關(guān)(或電壓開關(guān))構(gòu)成,，按照輸入的數(shù)字值進(jìn)行開關(guān)切換，輸出對(duì)應(yīng)電流或電壓,。因此,，按照輸出信號(hào)類型可分為電壓型和電流型，也可以按照DAC能否做乘法運(yùn)算進(jìn)行分類,。若將DAC分為電壓型和電流型兩大類,，電壓型DAC中又有權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)、T形電阻網(wǎng)絡(luò),、樹形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)等分別,；電流型DAC中又有權(quán)電流型電阻網(wǎng)絡(luò)和倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)等。
電壓輸出型DAC一般采用內(nèi)置輸出放大器以低阻抗輸出,，少部分直接通過(guò)電阻陣列進(jìn)行電壓輸出,。直接輸出電壓的DAC僅用于高阻抗負(fù)載，由于無(wú)輸出放大器部分的延遲,，故常作為高速DAC使用,。
電流輸出型DAC很少直接利用電流輸出，大多外接電流 - 電壓轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行電壓輸出,。實(shí)現(xiàn)電流 - 電壓轉(zhuǎn)換,，方法有二：一是只在輸出引腳上接負(fù)載電阻而進(jìn)行電流- 電壓轉(zhuǎn)換，二是外接運(yùn)算放大器,。
DAC的主要技術(shù)指標(biāo)包括分辨率,、線性度,、轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換速度。
分辨率指輸出模擬電壓的最小增量,，即表明DAC輸入一個(gè)最低有效位(LSB)而在輸出端上模擬電壓的變化量,。
線性度在理想情況下，DAC的數(shù)字輸入量作等量增加時(shí),，其模擬輸出電壓也應(yīng)作等量增加,，但是實(shí)際輸出往往有偏離。
D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度與D/A轉(zhuǎn)換器的集成芯片的結(jié)構(gòu)和接口電路配置有關(guān),。如果不考慮其他D/A轉(zhuǎn)換誤差時(shí),，D/A的轉(zhuǎn)換精度就是分辨率的大小，因此要獲得高精度的D/A轉(zhuǎn)換結(jié)果,，首先要保證選擇有足夠分辨率的D/A轉(zhuǎn)換器,。同時(shí)D/A轉(zhuǎn)換精度還與外接電路的配置有關(guān)，當(dāng)外部電路器件或電源誤差較大時(shí),，會(huì)造成較大的D/A轉(zhuǎn)換誤差,，當(dāng)這些誤差超過(guò)一定程度時(shí)，D/A轉(zhuǎn)換就產(chǎn)生錯(cuò)誤,。
轉(zhuǎn)換速度一般由建立時(shí)間決定。建立時(shí)間是將一個(gè)數(shù)字量轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定模擬信號(hào)所需的時(shí)間,，也可以認(rèn)為是轉(zhuǎn)換時(shí)間,。DA中常用建立時(shí)間來(lái)描述其速度，而不是AD中常用的轉(zhuǎn)換速率,。一般地,，電流輸出DA建立時(shí)間較短，電壓輸出DA則較長(zhǎng),。
開始實(shí)操,，我們需要一塊FPGA開發(fā)板和一塊DAC轉(zhuǎn)換模塊。這里我是使用Altera EP4CE10+AD9708
工程整體框圖：.
時(shí)鐘,、復(fù)位和代表波形選擇的4個(gè)按鍵信號(hào)通過(guò)頂層傳入按鍵控制模塊(key_control),，按鍵控制模塊內(nèi)部實(shí)例化4個(gè)按鍵消抖模塊，對(duì)輸入的4路按鍵信號(hào)分別進(jìn)行消抖處理,；消抖處理后的4路按鍵信號(hào)組成波形選擇信號(hào)輸入dds模塊(dds),， dds模塊中實(shí)例化一個(gè)ROM IP核，按順序存入了一個(gè)完整周期的正弦波,、方波,、三角波、鋸齒波的信號(hào)波形,，根據(jù)輸入波形選擇信號(hào)對(duì)rom中對(duì)應(yīng)信號(hào)波形進(jìn)行讀取,，將讀出波形的幅度數(shù)字值輸出,，傳入外部掛載的高速AD/DA板卡的DA端，板卡根據(jù)輸入的數(shù)字信號(hào)生成對(duì)應(yīng)波形的模擬信號(hào),。其中,，輸出信號(hào)的頻率和相位的調(diào)節(jié)可在dds模塊中通過(guò)修改參數(shù)實(shí)現(xiàn)。
ROM內(nèi)波形數(shù)據(jù)寫入
我們?cè)O(shè)計(jì)的DDS簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器想要實(shí)現(xiàn)正弦波,、方波,、三角波和鋸齒波4種波形的輸出，需要事先在波形數(shù)據(jù)表ROM中存入4種波形信號(hào)各自的完整周期波形數(shù)據(jù),。ROM作為只讀存儲(chǔ)器,，在進(jìn)行IP核設(shè)置時(shí)需要指定初始化文件，我們將波形數(shù)據(jù)作為初始化文件寫入其中,，文件格式為COE文件,。
使用MatLab繪制4種信號(hào)波形，對(duì)波形進(jìn)行等間隔采樣,，以采樣次數(shù)作為ROM存儲(chǔ)地址,，將采集的波形幅值數(shù)據(jù)做為存儲(chǔ)數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)空間。在本次實(shí)驗(yàn)中我們對(duì)4種信號(hào)波形進(jìn)行分別采樣,，采樣次數(shù)為212 = 4096次,，采集的波形幅值數(shù)據(jù)位寬為8bit，將采集數(shù)據(jù)保存為MIF文件,。
以下為matlab代碼
正弦信號(hào)波形采集參考代碼：
clear all; %清除工作區(qū)變量,釋放內(nèi)存空間 t=[0:1/Fs:(N-1)/Fs]; %采樣時(shí)刻 s=A*sin(2*pi*F1*t + pi*P1/180) + ADC; fild = fopen('sin_wave_4096x8.coe','wt'); fprintf(fild, '%s\n','MEMORY_INITIALIZATION_RADIX=10;'); %10進(jìn)制數(shù) fprintf(fild, '%s\n','MEMORY_INITIALIZATION_VECTOR='); s0(i) = round(s(i)); %對(duì)小數(shù)四舍五入以取整 if s0(i) <0 %負(fù)1強(qiáng)制置零 fprintf(fild, '%d',s0(i)); %數(shù)據(jù)寫入 fprintf(fild, '%s',';'); %最后一個(gè)數(shù)據(jù)使用分號(hào) fprintf(fild, '%d',s0(i)); %數(shù)據(jù)寫入 fprintf(fild, '%s\n',','); %逗號(hào),，換行
方波信號(hào)波形采集參考代碼：
clear all; %清除工作區(qū)變量,釋放內(nèi)存空間 t=[0:1/Fs:(N-1)/Fs]; %采樣時(shí)刻 s=A*square(2*pi*F1*t + pi*P1/180) + ADC; fild = fopen('squ_wave_4096x8.coe','wt'); fprintf(fild, '%s\n','MEMORY_INITIALIZATION_RADIX=10;'); %10進(jìn)制數(shù) fprintf(fild, '%s\n','MEMORY_INITIALIZATION_VECTOR='); s0(i) = round(s(i)); %對(duì)小數(shù)四舍五入以取整 if s0(i) <0 %負(fù)1強(qiáng)制置零 fprintf(fild, '%d',s0(i)); %數(shù)據(jù)寫入 fprintf(fild, '%s',';'); %最后一個(gè)數(shù)據(jù)使用分號(hào)結(jié)束 fprintf(fild, '%d',s0(i)); %數(shù)據(jù)寫入 fprintf(fild, '%s\n',','); %逗號(hào)，換行
三角波信號(hào)波形采集參考代碼：
clear all; %清除工作區(qū)變量,釋放內(nèi)存空間 t=[0:1/Fs:(N-1)/Fs]; %采樣時(shí)刻 s=A*sawtooth(2*pi*F1*t + pi*P1/180,0.5) + ADC; fild = fopen('tri_wave_4096x8.coe','wt'); fprintf(fild, '%s\n','MEMORY_INITIALIZATION_RADIX=10;'); %10進(jìn)制數(shù) fprintf(fild, '%s\n','MEMORY_INITIALIZATION_VECTOR='); s0(i) = round(s(i)); %對(duì)小數(shù)四舍五入以取整 if s0(i) <0 %負(fù)1強(qiáng)制置零 fprintf(fild, '%d',s0(i)); %數(shù)據(jù)寫入 fprintf(fild, '%s',';'); %最后一個(gè)數(shù)據(jù)使用分號(hào)結(jié)束 fprintf(fild, '%d',s0(i)); %數(shù)據(jù)寫入 fprintf(fild, '%s\n',','); %逗號(hào),，換行
鋸齒波信號(hào)波形采集參考代碼：
clear all; %清除工作區(qū)變量,釋放內(nèi)存空間 t=[0:1/Fs:(N-1)/Fs]; %采樣時(shí)刻 s=A*sawtooth(2*pi*F1*t + pi*P1/180) + ADC; fild = fopen('saw_wave_4096x8.coe','wt'); fprintf(fild, '%s\n','MEMORY_INITIALIZATION_RADIX=10;'); %10進(jìn)制數(shù) fprintf(fild, '%s\n','MEMORY_INITIALIZATION_VECTOR='); s0(i) = round(s(i)); %對(duì)小數(shù)四舍五入以取整 if s0(i) <0 %負(fù)1強(qiáng)制置零 fprintf(fild, '%d',s0(i)); %數(shù)據(jù)寫入 fprintf(fild, '%s',';'); %最后一個(gè)數(shù)據(jù)使用分號(hào)結(jié)束 fprintf(fild, '%d',s0(i)); %數(shù)據(jù)寫入 fprintf(fild, '%s\n',','); %逗號(hào),，換行
使用MatLab對(duì)4種波形進(jìn)行采樣后，生成4個(gè)MIF文件,，分別對(duì)應(yīng)4種波形,，我們可以調(diào)用4個(gè)深度為4096，位寬為8bit的ROM IP核,，將4種波形對(duì)應(yīng)的COE文件分別寫入,，生成4個(gè)波形數(shù)據(jù)表ROM。
也可以調(diào)用一個(gè)深度為4096*4,，位寬為8bit的ROM,，生成一個(gè)COE文件，這個(gè)COE文件位上述4個(gè)COE文件的集合波形數(shù)據(jù)按照正弦波,、方波,、三角波、鋸齒波的順序?qū)懭??？偟腃OE文件生成代碼如下所示,。
clear all; %清除工作區(qū)變量,釋放內(nèi)存空間 t=[0:1/Fs:(N-1)/Fs]; %采樣時(shí)刻 s1=A*sin(2*pi*F1*t + pi*P1/180) + ADC; %正弦波信號(hào) s2=A*square(2*pi*F1*t + pi*P1/180) + ADC; %方波信號(hào) s3=A*sawtooth(2*pi*F1*t + pi*P1/180,0.5) + ADC; %三角波信號(hào) s4=A*sawtooth(2*pi*F1*t + pi*P1/180) + ADC; %鋸齒波信號(hào) fild = fopen('wave_16384x8.coe','wt'); fprintf(fild, '%s\n','MEMORY_INITIALIZATION_RADIX=10;'); %10進(jìn)制數(shù) fprintf(fild, '%s\n','MEMORY_INITIALIZATION_VECTOR='); if j == 1 %打印正弦信號(hào)數(shù)據(jù) s0(i) = round(s1(i)); %對(duì)小數(shù)四舍五入以取整 if j == 2 %打印方波信號(hào)數(shù)據(jù) s0(i) = round(s2(i)); %對(duì)小數(shù)四舍五入以取整 if j == 3 %打印三角波信號(hào)數(shù)據(jù) s0(i) = round(s3(i)); %對(duì)小數(shù)四舍五入以取整 if j == 4 %打印鋸齒波信號(hào)數(shù)據(jù) s0(i) = round(s4(i)); %對(duì)小數(shù)四舍五入以取整 if s0(i) <0 %負(fù)1強(qiáng)制置零 fprintf(fild, '%d',s0(i)); %數(shù)據(jù)寫入 fprintf(fild, '%s',';'); %最后一個(gè)數(shù)使用分號(hào)結(jié)束 fprintf(fild, '%d',s0(i)); %數(shù)據(jù)寫入 fprintf(fild, '%s\n',','); %逗號(hào)，換行
DDS模塊
DDS模塊有3路輸入信號(hào),，1路輸出信號(hào),，其內(nèi)部例化了前面生成的波形數(shù)據(jù)表ROM；輸入信號(hào)中有時(shí)鐘sys_clk,、復(fù)位sys_rst_n和按鍵控制模塊輸入的波形選擇信號(hào)wave_select,。輸入的波形選擇信號(hào)有4種狀態(tài)，分別對(duì)應(yīng)4中波形,，根據(jù)輸入的波形選擇信號(hào)的不同,，對(duì)ROM中波形選擇信號(hào)對(duì)應(yīng)波形的存儲(chǔ)位置進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，將讀出波形幅值數(shù)據(jù)通過(guò)輸出信號(hào)data_out輸出到外部掛載DA板塊,，進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換,。
本模塊包含3路輸入信號(hào)，1路輸出信號(hào),，內(nèi)部聲明3個(gè)寄存器變量,。輸入信號(hào)包括時(shí)鐘、復(fù)位和輸出波形選擇信號(hào)wave_select,。波形選擇信號(hào)有4個(gè)狀態(tài),，對(duì)應(yīng)4種波形。
內(nèi)部聲明3個(gè)寄存器變量,。其中fre_add表示相位累加器輸出值,，位寬為32位，系統(tǒng)上電后,，fre_add信號(hào)一直執(zhí)行自加操作，每個(gè)時(shí)鐘周期自加參數(shù)FREQ_CTRL,，參數(shù)FREQ_CTRL就是在之前理論知識(shí)部分提到的頻率字輸入K,，它的具體數(shù)值可通過(guò)公式計(jì)算得到，前面我們也講到過(guò),。
寄存器變量rom_addr_reg表示相位調(diào)制器輸出值,，將相位累加器輸出值的高12位與相位偏移量PHASE_CTRL相加，參數(shù)PHASE_CTRL就是我們之前提到過(guò)的相位字輸入P,。之所以使用高12位,，與存儲(chǔ)波形的ROM深度有關(guān)。按理論講,，將得到的變量rom_addr_reg,，可直接作為ROM讀地址輸入波形數(shù)據(jù)表進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，但是我們將4中波形存儲(chǔ)在了同一ROM中,，所以還需要對(duì)讀數(shù)據(jù)地址做進(jìn)一步計(jì)算,。
ROM讀地址rom_addr是輸入波形數(shù)據(jù)表的ROM讀地址,，是在rom_addr_reg的基礎(chǔ)上計(jì)算得到。我們之前將4種信號(hào)波形數(shù)據(jù)按照正弦波,、方波,、三角波、鋸齒波的順序?qū)懭隦OM,。若需要讀取正弦波波形數(shù)據(jù),，rom_addr_reg可直接賦值給rom_addr；但是要進(jìn)行方波波形數(shù)據(jù)的讀取,，rom_addr_reg需要再加上正弦波存儲(chǔ)單元個(gè)數(shù)才能賦值給rom_addr,；剩余兩信號(hào)同理。
對(duì)于參數(shù)FREQ_CTRL和PHASE_CTRL,，我們可以修改其參數(shù)值,，實(shí)現(xiàn)不同頻率、不同初相位波形的輸出,。
本實(shí)驗(yàn),，我們希望輸出一個(gè)頻率為500Hz，初相位為π/2的正弦波信號(hào),。
計(jì)算參數(shù)FREQ_CTRL,，即頻率輸入字K。
FREQ_CTRL = K = 2N * fOUT / fCLK,，其中N = 32(相位累加器輸出值fre_add的位寬),、fOUT = 500Hz，fCLK = 50MHz,，帶入公式,，F(xiàn)REQ_CTRL = K = 42949.67296 ，取整數(shù)部分為42949,；
計(jì)算參數(shù)PHASE_CTRL,，即相位輸入字P。
PHASE_CTRL = P = q / (2π / 2M),，其中M =12(輸入ROM地址位寬),、q = π / 2，帶入公式,，PHASE_CTRL = P = 1024,。
ROM讀地址rom_addr寫入波形數(shù)據(jù)表ROM中，讀出地址對(duì)應(yīng)波形波形數(shù)據(jù),，通過(guò)輸出端口data_out輸入到外部掛載板卡數(shù)模轉(zhuǎn)換部分,。
上代碼：
input wire sys_clk , //系統(tǒng)時(shí)鐘,50MHz input wire sys_rst_n , //復(fù)位信號(hào),低電平有效 input wire [3:0] wave_select , //輸出波形選擇 output wire [7:0] data_out //波形輸出 //********************************************************************// //****************** Parameter and Internal Signal *******************// //********************************************************************// parameter sin_wave = 4'b0001 , //正弦波 squ_wave = 4'b0010 , //方波 tri_wave = 4'b0100 , //三角波 saw_wave = 4'b1000 ; //鋸齒波 parameter FREQ_CTRL = 32'd42949 , //相位累加器單次累加值 PHASE_CTRL = 12'd1024 ; //相位偏移量 reg [31:0] fre_add ; //相位累加器 reg [11:0] rom_addr_reg; //相位調(diào)制后的相位碼 reg [13:0] rom_addr ; //ROM讀地址 //********************************************************************// //***************************** Main Code ****************************// //********************************************************************// always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n) fre_add <= fre_add + FREQ_CTRL; always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n) rom_addr_reg <= fre_add[31:20] + PHASE_CTRL; rom_addr <= rom_addr_reg; rom_addr_reg <= fre_add[31:20] + PHASE_CTRL; rom_addr <= rom_addr_reg + 14'd4096; rom_addr_reg <= fre_add[31:20] + PHASE_CTRL; rom_addr <= rom_addr_reg + 14'd8192; rom_addr_reg <= fre_add[31:20] + PHASE_CTRL; rom_addr <= rom_addr_reg + 14'd12288; rom_addr_reg <= fre_add[31:20] + PHASE_CTRL; rom_addr <= rom_addr_reg; //********************************************************************// //*************************** Instantiation **************************// //********************************************************************// //------------------------- rom_wave_inst ------------------------ .clka(sys_clk), // input clka .addra(rom_addr), // input [13 : 0] addra .douta(data_out) // output [7 : 0] douta
代碼里調(diào)用了一個(gè)ROM IP核，我們的ROM文件也要在生成IP時(shí)寫進(jìn)去,。
頂層：
input wire sys_clk , //系統(tǒng)時(shí)鐘,50MHz input wire sys_rst_n , //復(fù)位信號(hào),低電平有效 input wire [3:0] key , //輸入4位按鍵 output wire dac_clk , //輸入DAC模塊時(shí)鐘 output wire [7:0] dac_data //輸入DAC模塊波形數(shù)據(jù) //********************************************************************// //****************** Parameter and Internal Signal *******************// //********************************************************************// wire [3:0] wave_select ; //波形選擇 assign dac_clk = ~sys_clk; //********************************************************************// //*************************** Instantiation **************************// //********************************************************************// //-------------------------- dds_inst ----------------------------- .sys_clk (sys_clk ), //系統(tǒng)時(shí)鐘,50MHz .sys_rst_n (sys_rst_n ), //復(fù)位信號(hào),低電平有效 .wave_select (wave_select), //輸出波形選擇 .data_out (dac_data ) //波形輸出 //----------------------- key_control_inst ------------------------ key_control key_control_inst .sys_clk (sys_clk ), //系統(tǒng)時(shí)鐘,50MHz .sys_rst_n (sys_rst_n ), //復(fù)位信號(hào),低電平有效 .wave_select (wave_select) //輸出波形選擇
頂層代碼很簡(jiǎn)單,，就例化一個(gè)按鍵模塊和DDS模塊,，按不同的按鍵，輸出不同的波形,，按鍵模塊很簡(jiǎn)單就不說(shuō)了,。
結(jié)果如下：
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