【FPGA】Robei EDA的使用（5）——DDS的发生

#今天也是咸鱼的一天~（换口头禅了）

DDS全称直接数字频率合成（Direct Digital Synthesis），系统结构可分为这几个部分，其中相位控制字可调整输出正弦波的相位，频率控制字可以调整输出正弦波的频率。

BUT，我在这里必须吐槽一下，Robei比赛的骚操作（别打我），比赛不允许我们使用除了RISC-V 以外的IP核，如果这个在后面真的不做任何改动的话，这就意味着，我没法使用像DDS，PLL，SPI，ROM，RAM，EEPROM，FIFO的IP核（菜鸡流泪），我可能得全部自己手写，手写各种通信协议和常用IP核。因此，这次介绍的是这样一个常用IP核，DDS。（vivado是有dds的IP，quartus好像是没有的）

DDS是一个在很多地方都有很大的用处的硬件，能够产生多种波形，包括现在的信号源，大多也是用FPGA做的，因为Robei没法使用这些IP核，所以就用源代码写一个。
参考是是这两份博客：

1. DDS的FPGA实现
2. DDS原理及FPGA实现
   ————————————————毫无感情的分割线————————————————

方波发生

参考的资料是这个：

Robei 模块图：

绿色的模块是一个16进制的计数器，另两个蓝色的模块，是对计数器的数据进行处理，实现方波的过程。

计数器

Code：

// let's create a 16 bits free-running binary counter
always @(posedge clk or negedge rst)
if(!rst)
	cnt  <= 16'h0;
else if(cnt == 16'hff)
	cnt <= 16'h0;
else
 cnt <= cnt + 16'h1;
// and use it to generate the DAC signal output

取位数

assign cnt_tap = cnt[7];     // we take one bit out of the counter (here bit 7 = the 8th bit)

累乘

assign DAC_data = {
   10{
   cnt_tap}};   // and we duplicate it 10 times to create the 10-bits DAC value 

三角波

code:

assign tri_data = cnt_tap [10] ?  ~cnt_tap [9:0] : cnt_tap [9:0];

锯齿波

assign saw_data = cnt_tap[9:0];

testbech

initial begin 
clk = 0;
rst = 0;
#5 rst = 1;
#5 clk = 1;
#150000 rst = 0;
#5  $finish;
end
always begin 
#5 clk =~clk;
end

信号波形

——————菜鸡冷漠的分割线————————

前几个都是很简单的代码，利用计数器就可以实现，这是因为像方波、三角波、锯齿波这类波形，都有很“线性”的关系。方波是边沿陡峭，其它平稳；锯齿波是一个线性上升，再边沿陡峭；三角波是线性上升，线性下降。这些关系都比较容易模拟，但是对于正弦波这样的信号波形，它的函数是sin，这样子在数字量输出上，就比较惨了~

在Quartus的编程里，有Rom可以存储波形数据，直接输出就行，非常方便；更是直接有现成的IP Core 可以调用DDS。但是Robei既没有ROM，也没有IP，所以只能手写数据来输出正弦波。

模块配置

分频counter

Code：

reg [10:0] num;
always@(posedge clk or negedge rst)
begin
	if(!rst)
	begin
		num <= 11'd0;
		clk_1 <= 1'b0;
	end
	else if(num>=1280)  //这个是对系统时钟分频，根据想得到正弦波的频率，算这里取多少
	begin
		clk_1<=~clk_1;
		num <=11'd0;
	end
	else
		num <=num+11'b1;
end

这个计数器就是一个简易的分频器，当然，如果有条件，直接用pll 多简单。

波形数据