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FPGA——基于DE2_115实现DDS信号发生器

news 来源：原创 2025/8/13 14:53:19

FPGA——基于DE2_115实现DDS信号发生器

文章目录

FPGA——基于DE2_115实现DDS信号发生器
- 一、实验要求
- 二、实现过程
- - （1）新建工程
- 二、波形存储器ROM
- - （1）方波模块
  - （2）正弦波形存储器
  - （3）锁相环倍频电路
  - (4)顶层模块
- 三、DE2_115验证
- - （1）顶层模块
  - （2）设置引脚
  - （3）烧录
  - （4）波形仿真
  - （5）实现效果
- 四、参考文献
- 五、总结

一、实验要求

采用直接数字频率合成（Direct Digital FrequencySynthesis，简称DDS）设计制作一个波形发生器，仿真后，在DE2-115开发板上实践。
要求：(1)利用DDS技术合成正弦波和方波；
(2)输出信号的频率范围为10Hz～5MHz，最小频率分辨率小于1kHz；
( 3）使用嵌入式逻辑分析仪SignalTap II实时测试输出波形的离散数据。

二、实现过程

（1）新建工程

在这里插入图片描述

完成工程创建后添加模块代码实现各模块
（2）相位累加器

新建代码后跳转到VScode时会默认起一个名字最好另存为对应文件名否则在后面运行会报错。
新建保存完代码后将代码文件添加到工程中并将addr_cnt.v设置为顶层模块
点击project然后点击Add/Remove Files in Project选项后点击上图箭头处将前面已经保存的文件添加进来然后点击Apply点击ok。
选中顶层文件右键选择Set as Top…编译运行成功后再次右键选择Create Symbol Files for Current File再打开.bsf文件，就可以看到生成该模块的符号。
相关代码：
addr_cnt.v

module addr_cnt(CPi,K,ROMaddr,Address);input CPi;input [12:0] K;output reg [9:0] ROMaddr;output reg [16:0] Address;always @(posedge CPi) beginAddress=Address+K;ROMaddr=Address[16:7];end
endmodule

符号：
在这里插入图片描述

二、波形存储器ROM

（1）方波模块

首先实现方波模块这一部分的操作和前面的相位累加器的过程是一样的步骤添加代码然后设置为顶层模块然后生成模块符号查看。在这里插入图片描述

新建代码后跳转到VScode时会默认起一个名字最好另存为对应文件名否则在后面运行会报错。
新建保存完代码后将代码文件添加到工程中并将squwave.v设置为顶层模块
点击project然后点击Add/Remove Files in Project选项后点击上图箭头处将前面已经保存的文件添加进来然后点击Apply点击ok。
选中squwave.v文件右键选择Set as Top…编译运行成功后再次右键选择Create Symbol Files for Current File再打开.bsf文件，就可以看到生成该模块的符号。
相关代码：
squwave.v

module squwave(CPi,RSTn,Address,Qsquare);input CPi;input RSTn;input [16:0] Address;output reg [11:0] Qsquare;always @(posedge CPi)if (!RSTn)Qsquare=12'h000; else beginif(Address<=17'h0FFFF)Qsquare=12'hFFF;else Qsquare=12'h000;end
endmodule

符号：
在这里插入图片描述
接着是正弦波形存储器

（2）正弦波形存储器

这里编写C语言程序，生成存储器的初始化文件Sine1024.mif。
相关代码如下：
myMIF.c

/*myMIF.c*/
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define PI 3.141592
#define DEPTH 1024
#define WIDTH 12
int main(void)
{int n,temp;float v;FILE *fp;fp=fopen("Sine1024.mif","w+");if(NULL==fp)printf("Can not creat file!\r\n");else{printf("File created successfully!\n");fprintf(fp,"DEPTH=%d;\n",DEPTH);fprintf(fp,"WIDTH=%d;\n",WIDTH);fprintf(fp,"ADDRESS_RADIX=HEX;\n");fprintf(fp,"DATA_RADIX=HEX;\n");fprintf(fp,"CONTENT\n");fprintf(fp,"BEGIN\n");for(n=0;n<DEPTH;n++){v=sin(2*PI*n/DEPTH);temp=(int)((v+1)*4095/2);fprintf(fp,"%04x : %03x;\n",n,temp);}fprintf(fp,"END;\n");fclose(fp);}}