DDS直接数字式频率合成器(Direct Digital Synthesizer)
下面是使用MATLAB生成正弦波、三角波、方波的代码,直接使用即可。
1 t=0:2*pi/2^12:2*pi
2 y=0.5*sin(t)+0.5;
3 r=ceil(y*(2^8-1)); %将小数转换为整数,ceil是向上取整。
4 fid = fopen('sin.coe','w'); %写到sin.coe文件,用来初始化sin_rom
5 fprintf(fid,'MEMORY_INITIALIZATION_RADIX=10;\n');
6 fprintf(fid,'MEMORY_INITIALIZATION_VECTOR=\n');
7 for i = 1:1:2^12
8 fprintf(fid,'%d',r(i));
9 if i==2^12
10 fprintf(fid,';');
11 else
12 fprintf(fid,',');
13 end
14 if i%15==0
15 fprintf(fid,'\n');
16 end
17 end
18 fclose(fid);
19 t=1:1:2^12;
20 y=(t<=2047);
21 r=ceil(y*(2^8-1));
22 fid = fopen('square.coe','w'); %写到square.coe,用来初始化rom_square
23 fprintf(fid,'MEMORY_INITIALIZATION_RADIX=10;\n');
24 fprintf(fid,'MEMORY_INITIALIZATION_VECTOR=\n');
25 for i = 1:1:2^12
26 fprintf(fid,'%d',r(i));
27 if i==2^12
28 fprintf(fid,';');
29 else
30 fprintf(fid,',');
31 end
32 if i%15==0
33 fprintf(fid,'\n');
34 end
35 end
36 fclose(fid);
37 t=1:1:2^12;
38 y=[0.5:0.5/1024:1-0.5/1024, 1-0.5/1024:-0.5/1024:0, 0.5/1024:0.5/1024:0.5];
39 r=ceil(y*(2^8-1));
40 fid = fopen('triangular.coe','w'); %写到triangular.coe,初始化三角波rom
41 fprintf(fid,'MEMORY_INITIALIZATION_RADIX=10;\n');
42 fprintf(fid,'MEMORY_INITIALIZATION_VECTOR=\n');
43 for i = 1:1:2^12
44 fprintf(fid,'%d',r(i));
45 if i==2^12
46 fprintf(fid,';');
47 else
48 fprintf(fid,',');
49 end
50 if i%15==0
51 fprintf(fid,'\n');
52 end
53 end
54 fclose(fid);
设计DDS的核心就是调用IP ROM,vivado调用ROM的方法和ISE相类似,都是加载.coe文件,我这里特地做笔记,以防忘记。
这是DDS的原理图,DDS并没有像它的名字一样说的那么玄乎,它的核心便是控制频率的fword字输入,和相位字pword输入,最后调用IP核查找表即可,代码也十分简单,下面给出DDS design代码。
1 module DDS(
2 input mclk,
3 input rst_n,
4 input [31:0]fword,//frequency control
5 input [11:0]pword,//phase control
6
7 output [9:0]da_data
8 );
9
10 reg [31:0]r_fword;
11 reg [11:0]r_pword;
12 reg [31:0]fcnt;
13
14 wire [11:0]addr_rom;
15
16 //同步寄存器
17 always @(posedge mclk)
18 begin
19 r_fword <= fword;
20 r_pword <= pword;
21 end
22
23 always @(posedge mclk or negedge rst_n)
24 begin
25 if(!rst_n)
26 fcnt <= 32'd0;
27 else
28 fcnt <= fcnt + r_fword;
29 end
30
31 assign addr_rom = fcnt[31:20] + r_pword;
32
33 //custom sin_rom
34 sin_rom sin_rom (
35 .clka(mclk), // input wire clka
36 .addra(addr_rom), // input wire [11 : 0] addra
37 .douta(da_data) // output wire [9 : 0] douta
38 );
39
40 endmodule
DDS_design
使用vivado调用IP核ROM教程如下
点击IP catalog
选择block memory,然后双击
将show disabled ports 选项勾选掉
输入ROM名,我这里为了演示重新配置一个方波ROM,命名为square_rom
这里选择single ports ROM
按如上图所示勾选参数,port width是数据宽度,我们根据代码要求设置为10位,
port width是数据深度,即有多少个这样的数据,我打开生成的square.coe文件可以清楚的看到一共有4096这样的数据。
always enable是ROM一直处于工作状态,不需要使能信号。
这里是加载.coe文件,勾选load init file 然后点击browse将刚才生成的square.coe文件加载到ROM中,最后点击OK。
选择generate生成IP核
打开如图所示文件,
将生成的IP核实例化,即可
最后编写测试文件进行测试
最后右键点击da_data选择wave style选择analog,将会看到模拟波形,但是有时候还是需要设置一下模拟波形的显示,同样右键点击da_data选择wave style选择analog setting,选择如下图所示参数。
最后便大功告成,即可得打方波的波形图
大家还可以按照这种方法将其他两种波形都做出来。
转载请注明出处:NingHeChuan(宁河川)