怎么实现同一测量点输出方波,正弦波,三角波

1、理论知识

实现方法：将数字量转换为模拟量，根据输出数字量的大小转换为模拟量以实现信号幅值的变化。

具体思路：提前声明一个ROM IP核，将正弦波、三角板、方波和锯齿波的数字量写入进去，或者也可以自己用Verilog写一个ROM，ROM作为只读的一个存储器，在声明的时候需要提前将数据写入到ROM中，然后给定其一个地址，便会输出该地址所对应的数据以实现信号波形的输出。

根据思路进行举例说明：

若要实现一个正弦波的输出，提前将ROM的深度定义为1024，宽度定义桥郑岁为10位宽。则ROM中有1024个数据，每个数据的位宽为10位二进制，这1024个数据代表了一个正弦波。

由于位宽为10位，则输出幅值的最大值为2^10-1=1023，最小为0，具体如下图

同理可以实现三角波、方波、锯齿波。

2、具体实践

目标：用Vivado中的ROM IP核，实现正弦波、三角波、方波、锯齿波的输出。

第一步 生成波形数据

可以使用mif精灵，或者matlab生成一个coe文丛桐件，文件内容格式具体如下图：

第二步 定义ROM IP核

定义一个但端口的ROM IP核，一个波形深度为1024，则存放四个波形的深度需要4096，对应的地址位为12位。

然后将第一步生成的coe文件写入ROM中。

第三步 编写源文件代码并调用IP核

具体源文件代码如下

module wave4_rom(

input wire sys_clk,

input wire ena,

input wire [11:0] addr,

input wire [9:0] data_out

)

//调用第二步生成的ROM IP核

sinwave_rom inst1 (

.clka(sys_clk),// input wire clka

.ena(ena), // input wire ena

.addra(addr), // input wire [11 : 0] addra

.douta(data_out) // output wire [9 : 0] douta

)

endmodule

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第四步 编写仿真代码

仿真代码如下：

`timescale 1ns / 1ns

module tb_wave4_rom()

reg sys_clk

reg ena

reg [11:0] addr

wire [9:0] data_out

initial

begin

sys_clk=1'b1

ena<=1'b0

#200

ena<=1'b1

end

always #10 sys_clk=~sys_clk

always@(posedge sys_clk or negedge ena)

if(ena==1'b0)

addr<=12'd0

else if(addr==12'd4095)

addr<=12'd0

else

addr<=addr+1'b1

//实例化源文件

wave4_rom inst1(

.sys_clk (sys_clk) ,

.ena (ena) ,

.addr (addr) ,

.data_out (data_out)

)

endmodule

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Vivado仿真波形

整体波形如下

方波的数据只有1023和0

3、拓展训练

可以使用FPGA的按键控制四种波形的输出，需要使用到按键消抖模块。

也可敏睁以进行输出波形的频率和相位调制，实现一个简易的DDS信号发生器。具体实现原理图如下

图中所展示的四大结构中，相位累加器是整个 DDS 的核心，在这里完成相位累加，生成相位码。相位累加器的输入为频率字输入 K，表示相位增量，设其位宽为 N，满足等式K = 2^N * fOUT / fCLK 。其在输入相位累加器之前，在系统时钟同步下做数据寄存，数据改变时不会干扰相位累加器的正常工作。

通过改变频率字输入和相位字输入实现输出波形频率和相位的调节。

我们首先来看看一个ROM的生成过程。当我们生成一个ROM模块时，在Memory Initialization选项中，会让开发者去指定COE文件的路径，

当我们指定好COE文件的路径，最后生成ROM后，会发现，在生成的ROM的IP核工程的文件夹列表中会同时生成MIF文件，

打开MIF文件，会发现里面内容与COE文件相同，这时不禁会让人感到疑惑：到底ROM会用哪个文件作为自己的初始化文件呢？

答案是MIF文件。

COE文件的作用，是困败生成IP核工程的时候，将其文件中的内容导入，生成MIF文件。也就是说，MIF文件是基于COE文件生成的，所以二者的内容才会相同（格式上是不汪基颤同的）。此后，在实际的使用中，只有MIF文件才会发挥作用，COE这时就已经“无用”了。由此可以推测，若想改变某个ROM模块的初始化文件，要么重新生成一遍ROM模块，导入新的COE文件，要么直接替换掉MIF文件，二者的作用是等效的，只是后者做法不太规范，由于COE文件未变，若再生成ROM模块会导致MIF文件会根据老的COE文件重生成。

总结起来，在使用过程中，需要注意以下几点：

1、  MIF文件是根据COE文件生成的。

2、  COE文件只会在锋野生成ROM模块时起作用，其作用就是根据文件内容生成相应的MIF文件，而ROM真正使用的是MIF文件。

3、  若想改变某个ROM模块的初始化内容，根本上来说是要改变MIF文件，有两种方法：一是替换掉原来的COE文件，再将ROM模块重新生成一遍；二是直接替换掉MIF文件。前者是比较规范的作法，因为后者的COE文件未变，若后面再去因为配置ROM参数而重新生成ROM模块会导致MIF文件又会回到“老样子”。切忌直接替换COE而不重新生成ROM模块的作法，这样MIF文件没变，所以初始化内容也会保持不变

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