FPGA入门学习第六天（DDS信号发生器）

• 实验目的

利用FPGA实现信号发生器的功能，产生一定频率的正弦波信号
掌握DDS原理
学习生成ROM IPCORE
学习仿真ROM IPCORE

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• 实验平台

1. 小精灵开发板（DA模块与开发板的J4口相接）
2. 黑金DA模块（AN108）
3. QuartusII 11.0（综合编译软件）
4. Modelsim 10.1a（仿真软件）
5. Debussy（波形查看软件）
6. 波形数据生成软件

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• 原理分析

  首先我们利用波形数据生成软件生成正弦波的波形数据，FPGA可以将波形数据保存在ROM中，然后按一定的速率从ROM中读出来，送入DA接口，通过DA模块的数模转换，便可以将数字信号转换成模拟信号。然后通过示波器便可观察到正弦波。波形数据的宽度和DA模块的数据位宽有关系，位宽越宽，那么波形越平滑，但是需要的存储空间也相应的加大，我们选用的DA模块位宽是8位，所以波形数据也应该选8位位宽。波形数据的深度我们用512。假如要生成1Khz的正弦波，我们读取ROM的时钟频率应该是512*1Khz，如此，将从ROM中读出的数据送入DA模块，我们便可以在示波器上看到1Khz的正弦波信号。在我们新建的例程中，读ROM的时钟是50M，ROM深度是512，那么最终生成的正弦波信号频率是多少呢？

• 源码展示

`timescale 1ns / 1ps
module dds(
    input 			clk		,//fpga clock
	output 			daclk	,
    output [7:0] 	dadata   //DA data
    );

reg 	[8:0] rom_addr=0;
wire 	[7:0] rom_data	;

assign dadata=rom_data;//DA output the data from ROM
assign daclk=clk;

//DA output sin waveform
always @(negedge clk)
begin
     rom_addr <= rom_addr + 1'b1 ; 
end 
rom Urom (
  .clock	(clk		),// input clka
  .address	(rom_addr	),// input [8 : 0] addra
  .q		(rom_data	) // output [7 : 0] douta
);
endmodule

• 仿真波形
  

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• 实验现象
  
  
• 工程结构

1. Project （Quartusii工程）
2. Source （Verilog源码）
3. Sim （仿真工程）
4. Doc（相关资料文档）

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• 疑问

1. 可能会有很多小伙伴会问，为什么我直接仿真这个工程没有波形出来呢？如果源码是用我提供的，仿真测试激励文件也是我提供的，那么理论上是完全可以仿真出波形的，但是就是没有，问题就出在ROM这个IPCORE上。我们如果要用Modelsim仿真带IPCORE的工程，那么首先需要将我们使用的器件库用Modelsim编译一次，生成一个Modelsim可以识别的库文件，这是用Modelsim仿真带IPCORE工程的第一步。如果用Quartusii来仿真IPCORE，则不用再编译（但是QuartusII 9.0之后的版本不再带有仿真功能，都是用的第三方软件仿真），同样如果用的是Xilinx的芯片，那么用ISE或Vivado仿真带IPCORE的工程不需要再编译器件库。针对ROM IPCORE的仿真步骤我会专门写一篇博客详细介绍，大家可以带着这个疑问来看下一篇博客，相信肯定会有所收获

• 结语
  通过今天的学习，我们应该掌握DDS的原理以及如何调用ROM IPCORE，由于篇幅限制，具体的工程细节就不在此描述，若有疑问，可联系我索取该课程的视频教程，谢谢！

视频教程链接：https://pan.baidu.com/s/1LRPfsNM0fr9wf48C5yHUBg
提取码：18ua