使用verilog语言设计要求 (1)实现单路PWM 信号模块,可通过端口设置初始相位,频率,占空比; (2)通过模块调用方法,实现三路PWM信号输出,分别展示相位,频率,占空比可调; (3)加入正弦波形VTH(t)实现SPWM;(4)波形波形仿真功能完整。;
时间: 2024-05-10 22:17:56 浏览: 182
基于verilog设计的PWM
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好的,以下是使用 Verilog 语言设计实现单路 PWM 信号模块的代码:
```verilog
module single_pwm (
input clk,
input rst,
input [7:0] init_phase,
input [15:0] frequency,
input [7:0] duty_cycle,
output reg pwm
);
reg [7:0] phase;
reg [15:0] count;
always @(posedge clk) begin
if (rst) begin
phase <= init_phase;
count <= 0;
pwm <= 0;
end else begin
count <= count + 1;
if (count >= frequency) begin
count <= 0;
if (duty_cycle >= 100) begin
pwm <= 1;
end else if (count < (frequency * (duty_cycle / 100))) begin
pwm <= 1;
end else begin
pwm <= 0;
end
end
end
end
always @(posedge clk) begin
if (rst) begin
phase <= init_phase;
end else begin
phase <= phase + ((2 * 3.14 * frequency) / 256);
if (phase >= (2 * 3.14)) begin
phase <= 0;
end
end
end
endmodule
```
以上代码实现了一个单路 PWM 信号模块,其中包括初始化相位、频率、占空比的输入端口,以及 PWM 输出端口。在时钟上升沿触发的 always 块中,实现了对计数器 count 的累加,并且根据占空比计算 PWM 输出。另一个 always 块中,实现了对相位的累加,并且在达到 2π 后重置相位。
接下来是实现三路 PWM 信号输出的代码:
```verilog
module triple_pwm (
input clk,
input rst,
input [7:0] init_phase1,
input [7:0] init_phase2,
input [7:0] init_phase3,
input [15:0] frequency1,
input [15:0] frequency2,
input [15:0] frequency3,
input [7:0] duty_cycle1,
input [7:0] duty_cycle2,
input [7:0] duty_cycle3,
output reg pwm1,
output reg pwm2,
output reg pwm3
);
single_pwm pwm1_inst (
.clk(clk),
.rst(rst),
.init_phase(init_phase1),
.frequency(frequency1),
.duty_cycle(duty_cycle1),
.pwm(pwm1)
);
single_pwm pwm2_inst (
.clk(clk),
.rst(rst),
.init_phase(init_phase2),
.frequency(frequency2),
.duty_cycle(duty_cycle2),
.pwm(pwm2)
);
single_pwm pwm3_inst (
.clk(clk),
.rst(rst),
.init_phase(init_phase3),
.frequency(frequency3),
.duty_cycle(duty_cycle3),
.pwm(pwm3)
);
endmodule
```
以上代码实现了一个三路 PWM 信号输出模块,其中包括初始化相位、频率、占空比的输入端口,以及三个 PWM 输出端口。在该模块中,通过实例化三个单路 PWM 信号模块来实现三路 PWM 信号输出。
为了实现 SPWM,我们可以使用正弦函数来生成 PWM 调制信号。以下是修改后的单路 PWM 信号模块的代码:
```verilog
module single_pwm (
input clk,
input rst,
input [7:0] init_phase,
input [15:0] frequency,
input [7:0] amplitude,
output reg pwm
);
reg [7:0] phase;
reg [15:0] count;
always @(posedge clk) begin
if (rst) begin
phase <= init_phase;
count <= 0;
pwm <= 0;
end else begin
count <= count + 1;
if (count >= frequency) begin
count <= 0;
if (pwm >= ((amplitude * sin(phase)) + amplitude)) begin
pwm <= 1;
end else begin
pwm <= 0;
end
end
end
end
always @(posedge clk) begin
if (rst) begin
phase <= init_phase;
end else begin
phase <= phase + ((2 * 3.14 * frequency) / 256);
if (phase >= (2 * 3.14)) begin
phase <= 0;
end
end
end
endmodule
```
以上代码中,我们使用正弦函数计算出每个时钟周期内的 PWM 调制信号,并根据其大小来设置 PWM 输出。其中,amplitude 表示正弦波的振幅。
最后,为了实现波形仿真功能,我们需要编写仿真测试代码。以下是一个简单的仿真测试代码:
```verilog
module testbench;
reg clk;
reg rst;
reg [7:0] init_phase1;
reg [7:0] init_phase2;
reg [7:0] init_phase3;
reg [15:0] frequency1;
reg [15:0] frequency2;
reg [15:0] frequency3;
reg [7:0] duty_cycle1;
reg [7:0] duty_cycle2;
reg [7:0] duty_cycle3;
wire pwm1;
wire pwm2;
wire pwm3;
triple_pwm pwm_inst (
.clk(clk),
.rst(rst),
.init_phase1(init_phase1),
.init_phase2(init_phase2),
.init_phase3(init_phase3),
.frequency1(frequency1),
.frequency2(frequency2),
.frequency3(frequency3),
.duty_cycle1(duty_cycle1),
.duty_cycle2(duty_cycle2),
.duty_cycle3(duty_cycle3),
.pwm1(pwm1),
.pwm2(pwm2),
.pwm3(pwm3)
);
initial begin
clk <= 0;
forever #5 clk <= ~clk;
end
initial begin
rst <= 1;
init_phase1 <= 0;
init_phase2 <= 0;
init_phase3 <= 0;
frequency1 <= 100;
frequency2 <= 200;
frequency3 <= 300;
duty_cycle1 <= 50;
duty_cycle2 <= 75;
duty_cycle3 <= 25;
#100 rst <= 0;
#100000 $finish;
end
endmodule
```
以上代码中,我们实例化了一个 triple_pwm 模块,并设置了一些初始参数。在 initial 块中,我们设置了一个时钟周期为 10 的时钟,并设置了一些初始参数。最后,我们使用 $finish 结束仿真。
以上就是使用 Verilog 语言设计单路 PWM 信号模块、三路 PWM 信号输出模块,以及实现 SPWM 和波形仿真功能的全部代码。
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