沥青阻尼板Verilog代码编写DDS信号发⽣器（幅频相可调正弦波、⽅波、三⾓波、锯齿波）纯VIVA。。。
DDS(Direct Digital Synthesizer)即数字合成器，是⼀种新型的频率合成技术，具有相对带宽⼤，频率转换时间短、分辨率⾼和相位连续性好等优点。较容易实现频率、相位以及幅度的数控调制，⼴泛应⽤于通信领域。摩托车雨棚
DDS的基本结构框图如下所⽰：
由图可以看出，DDS 主要由相位累加器、相位调制器、波形数据表以及D/A 转换器构成。本次实验仅在VIVADO平台上完成DDS的仿真，故设计流程不需要D/A转换器，在PC端完成仿真设计即可。若需要结合FPGA开发板使⽤，则需要再外接⼀个D/A转换模块，将产⽣的数字信号转换为模拟信号即可。
其中相位累加器由 N 位加法器与 N 位寄存器构成。每个时钟周期的时钟上升沿，加法器就将频率控制字与累加寄存器输出的相位数据相加，相加的结果⼜反馈⾄累加寄存器的数据输⼊端，以使加法器在下⼀个时钟脉冲的作⽤下继续与频率控制字相加。这样，相位累加器在时钟作⽤下，不断对频率控制字进⾏线性相位累加。即在每⼀个时钟脉冲输⼊时，相位累加器便把频率控制字累加⼀次。相位累加器输出的数据就是合成信号的相位。相位累加器输出的数据，作为波形存储器的相位采样地址，这样就可以把存储在波形存储器⾥的波形采样值经查表出，完成相位到幅度的转换。波形存储器的输出数据送到 D/A 转换器，由 D/A 转换器将数字信号转换成模拟信号输出。 DDS 信号流程⽰意图如下：
这⾥相位累加器位数为 N 位（N 的取值范围实际应⽤中⼀般为 24~32），相当于把正弦信号在相位上的精度定义为 N 位，所以其分辨率为1⁄2^N。 若 DDS 的时钟频率为Fclk，频率控制字 fword 为 1，则输出频率为Fout = Fclk/2^N ，这个频率相当于“基频”。若fword 为 B，则输出频率为Fout = B × Fclk /2^N 。
因此理论上由以上三个参数就可以得出任意的Fout输出频率。且可得出频率分辨率由时钟频率和累加器的位数决定的结论。当参考时钟频率越⾼，累加器位数越⾼，输出频率分辨率就越⾼。
从上式分析可得，当系统输⼊时钟频率Fclk不变时，输出信号频率由频率控制字 B 所决定。其中 B 为频率字且只能取整数。为了合理控制 ROM 的容量，此处选取 ROM 查询的地址时，可以采⽤截断式，即只取 32 位累加器的⾼ M 位。这⾥相位寄存器输出的位数⼀般取10~16 位。
故按照⼀定的时钟，产⽣顺序的相位值，将该值作为ROM查表的地址，即可顺序读出存储的正弦波表数据，作为数据输出，同样的，为了产⽣其他不同类型的波形，只需要改变波表数据即可。
为了实现频率的改变，只需要加⼊⼀个频率控制字，按照⼀定的规则取地址即可（⽐如三点取⼀点、五点取⼀点），这样依然能输出完整的波形，只不过取的点数变了，导致频率改变。
为了实现相位的改变，只需要加⼊⼀个相位控制字，根据该值选择起始的地址点即可，实现波形的移动，相位的改变。
为了实现幅值的改变，只需要加⼊⼀个幅度控制字，按照⼀定⽐例将该值与产⽣数据相乘，即可改变输出数据的⼤⼩，实现幅度的改变。
在此设计了四种波形的幅频相可调的波形发⽣器，可以产⽣⼀定频率范围内的波形数据。根据不同的输⼊产⽣不同的输出波形。
基于FPGA编写的DDS信号波形发⽣器，通过波表查的⽅式⽣成正弦波。设置系统的时钟为50MHz，输出数据位宽为10位，从0-1023。可以输⼊波形控制字、频率控制字、相位控制字及幅度控制字来控制所⽣成波形的形式。该DDS模块可以产⽣正弦波、⽅波、三⾓波与锯齿波，频率范围为1KHz-5MHz，相位0-360°，幅度为0-1023的波形数据。其中设定D/A模块为10位的D/A转换器，产⽣的波形幅值为0-5V，因此根据不同的输出数据将转换为0-5V的电压值输出。
其中各端⼝定义如下：
clk：系统时钟输⼊
rst：复位信号
wave[3:0]：波形选择输⼊，00 正弦波，01 ⽅波，10 三⾓波，11 锯齿波
Fword[9:0]：频率控制字，选择输出频率
Pword[9:0]：相位控制字，选择输出相位
Aword[9:0]：幅度控制字，选择输出幅度
clkout：输出同步时钟，此处与输⼊时钟⼀致
dataout[9:0]：波形数据输出
代码如下：
1//DDS数字信号发⽣器
2//波形控制字：
3//wave： 00：正弦波 01：⽅波 10：三⾓波 11: 锯齿波
4//频率控制字：
5//fout=fclk*Fword/2^（N） N：相位累加器的位数，Fword：频率控制字，当Fword=2^（32（位宽）-N）时达到基频
6//设置基频为50KHz，对于正弦波、三⾓波、锯齿波、⽅波的Fword为4194304，Fword变⼤，频率变⼤，Fword变⼩，频率变⼩
7//此时 fout=fclk/2^（N）
7//此时 fout=fclk/2^（N）
8//频率分辨率=fclk/2^32（位宽）=0.01164Hz
9//想获得任意频率，Fword=f/0.01164，⼀般⼤于0，⼩于fclk/2
10//fout=fclk*Fword/2^（32）选⽤不同的Fword，得到不同的fout
11//相位控制字：
12//Pword：从0-1024，对应0-2pi
f型钢
13//幅度控制字：
14//Aword：从0-1024，设定对于模拟输出0-5V，初始为1023，对应5V 15module DDS(
16 input clk,
17 input rst,
18 input [1:0]wave,
19 input [31:0]Fword,
20 input [9:0]Pword,
21 input [9:0]Aword,
22 output clkout,
23 output [9:0]dataout
24);
25
26//波形数据：
27reg [9:0] wavedata;
28//波形信号:
29wire [9:0] sindata;
30wire [9:0] squdata;
31wire [9:0] tridata;
32wire [9:0] sawdata;
33assign clkout = clk;
34//正弦波形产⽣：
35//相位寄存器：
36reg [31:0]frechange;
37
38always @(posedge clk or negedge rst) begin
39 if(!rst)
40 frechange <= 32'd0;
41 else
42 frechange <= frechange + Fword;
43end
44
45//相位累加器：
46reg [9:0]romaddr;
47
48always @(posedge clk or negedge rst) begin
49 if(!rst)
50 romaddr <= 10'd0;
51 else
52 romaddr <= frechange[31:22] + Pword;
53end
54
55//正弦波表：
网络大容量存储空间56rom_sin romsin (
57 .clka(clk), // input wire clka
58 .addra(romaddr), // input wire [9 : 0] addra
59 .douta(sindata) // output wire [9 : 0] douta
60);
61
62//其他波形产⽣器：
63reg [31:0] phaseacc;
64always @(posedge clk or negedge rst) begin
65 if(!rst)
66 phaseacc <= 32'b0;
67 else
68 phaseacc <= phaseacc+Fword;
69end
70
71wire [31:0] phase=phaseacc+Pword;
72
72
73//⽅波：
74assign squdata = phase[31] ? 10'd1023:10'd0;
75//三⾓波：
76assign tridata = phase[31]? (~phase[30:21]): phase[30:21];
77//锯齿波：
78assign sawdata = phase[31:22];
79
80//波形选择：
电子除垢器
81always @(*) begin
82 case(wave)
83 2'b00: wavedata<= sindata;
84 2'b01: wavedata<= squdata;
85 2'b10: wavedata<= tridata;
86 2'b11: wavedata<= sawdata;
87 default: wavedata<= sindata;
88 endcase
89end
90
91//调幅：
92wire [9:0] data;
93assign data = wavedata;
94reg [19:0] AMdata;
95always@(posedge clk)
96 if(!rst)
97 AMdata<=1'd0;
98 else
99 AMdata<=data*Aword;
100assign dataout = AMdata[19:10];
手机摄像头驱动101
102endmodule
正弦波波表数据 存储在ROM⾥，这⾥调⽤了VIVADO的IP核，波表数据的coe⽂件可以利⽤MATLAB或者相关的软件⽣成，这⾥不再赘述，需要可以在附件中下载。
仿真部分：
利⽤设计的DDS模块，可以在VIVADO平台上仿真得到波形，此处编写testbench以后，仿真显⽰了多种波形和调幅、频、相后的结果。
例化四个DDS模块，⽣成1.56MHz，幅值为1024单位的四种不同类型的波形信号，仿真结果如下所⽰：
图中产⽣了四种不同类型的波形，按照不同的波形控制字得到不同的输出，波形的频率为1.56MHz，此处只测量了正弦波的频率，其他波形的频率也⼀样。由图中数据可知T=649us，故f约等于1.56MHz。
例化四个DDS模块，⽣成1.56MHz，幅值为1024单位的四个不同相位的正弦波，分别为0°，90°，180°，270°，实现调相功能，仿真结果如下所⽰：
以绿⾊波形为0°基准，四个波形各相差90°，完成功能实现。
例化四个DDS模块，⽣成1.56MHz，相位为0°，幅值⼤⼩不同的四个正弦波，分别为1024、512、256、128（如DA部分⽣成电压为0-5V，则分别对应电压幅值为5V、2.5V、1.25V、0.625V），仿真结果如下所⽰：
由各波形的输出峰值⼤⼩可以看出，四个波形的数字输出各有不同，经过D/A以后输出的模拟波形幅值就是不⼀样的，实现了调幅功能。
例化四个DDS模块，⽣成相位为0°，幅值为1024单位，频率⼤⼩不同的四个正弦波，分别为1.56MHz、780KHz、390KHz、195KHz，仿真结果如下所⽰：
豫公网安备41160202000603
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