FPGA初级课程第十七讲 任意波形发生器DDS

IP核管理界面p7。
选中最后两行rom_inst.v和rom_bb.v。
点击Finish，完成IP核管理界面的设置，总计7个设置页面。

这时检查工程导航一栏，发现Files一项中已经自动生成对应的IP核文件rom.qip。
打开下一级的rom.v，可以看到其封装代码。

打开已经生成的rom_inst.v文件。
rom        rom_inst (
        .address ( address_sig ),
        .clock ( clock_sig ),
        .q ( q_sig )
        );

将rom_inst.v代码拷贝粘贴到dds.v模块中，修改实例化的信号名。
新建control模块，编写框架代码。
在dds.v模块中放入control模块，对其进行实例化操作。
编写dds.v模块如下。
module dds (clk, rst_n, num);

        input clk, rst_n;
       
        output [7:0] num;
       
        wire [7:0] addr;

        control control_inst (
                        .clk(clk),
                        .rst_n(rst_n),
                        .addr(addr)
                );
       
        rom        rom_inst (
                        .address ( addr ),
                        .clock ( clk ),
                        .q ( num )
                );
       
endmodule

继续完成control模块。
编写control模块代码如下。
module control (clk, rst_n, addr);

        input clk, rst_n;
       
        output reg [7:0] addr;

        always @ (posedge clk or negedge rst_n)
                begin
                        if (!rst_n)
                                addr <= 0;
                        else
                                addr <= addr + 8'd1;
                end

endmodule

新建仿真模块Testbench。
新建dds_tb.v模块，编写代码如下。
`timescale 1ns/1ps

module dds_tb;

        reg clk, rst_n;
       
        wire [7:0] num;
       
        dds dut (.clk(clk), .rst_n(rst_n), .num(num));

        initial
                begin
                        clk = 1;
                        rst_n = 0;
                        #200.1
                        rst_n = 1;
                       
                        #20_000 $stop;
                end

        always #10 clk = ~clk;

endmodule

仿真运行结果

设置好仿真之后，可以看到仿真结果。
将输出的数据格式（radix一项）设置成模拟的数据。
可以看到复位完成后，输出正弦波，周期为195.31 kHz，依次循环。

        正弦波在相位为0度的时候开始出波形，是因为我们的地址是从0递增到255的，而0地址的数据恰好就是正弦波相位为0度的数据，故而初始相位为0度。
        我们所使用的时钟为50 MHz，而正弦波被分成了256个点，我们来计算一下：
        结果很显然，结果等于195312.5 Hz，也就是195.31 KHz。

五、实验扩展
1）波形发生器（不可调频，但可以调相）
        经过上一小节的分析，改变地址的初值就可以改变初始的相位，我们可以按照下面的公式来进行计算初始相位和地址初值的关系：
                          地址初值 = 256 * (初始相位/360度)

        初始相位变成了90度，但是频率还是195.31KHz。通过改变相位控制字，就可以改变相位，达到了可调相的功能。

我们来修改control模块。
在control模块里面增加一个相位控制字pword。
修改control模块代码如下。
module control (clk, rst_n, addr);

        input clk, rst_n;
       
        output reg [7:0] addr;
       
        parameter pword = 0;                // phase control word

        always @ (posedge clk or negedge rst_n)
                begin
                        if (!rst_n)
                                addr <= pword;
                        else
                                addr <= addr + 8'd1;
                end

endmodule