verilog语言设计一个DDS数字信号发生器,外部工作频率为1mhz,设计要求如下:(1)模式控制包括正弦波,三角波,矩形波(2)频率控制要求直接设置频率值(3)ROM表地址长度2^8=256、数据位宽10位(4)分辨率优于1hz,请给出完整代码和对应的testbench
时间: 2024-12-17 22:34:31 浏览: 16
基于FPGA的DDS正弦信号发生器,quartusii平台下verilog编程实现+word论文。
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Verilog语言设计DDS(Direct Digital Synthesizer,直接数字式合成器)的基本框架通常包含计数器、分频器、模数转换器以及存储寄存器等模块。以下是一个简化的DDS设计示例,用于满足给定的要求:
```verilog
module DDS #(parameter WIDTH = 10, LENGTH = 2**8) (
input wire clk, // 主时钟
input wire [WIDTH-1:0] freq_in, // 输入频率设定
input wire mode_select, // 模式选择信号
output wire [WIDTH-1:0] dac_out // 输出模拟信号
);
// ROM 存储器部分
reg [LENGTH-1:0] rom_data; // 存储周期函数数据
initial begin
for (int i = 0; i < LENGTH; i++) begin
case(mode_select)
0: rom_data[i] = sine_function(i);
1: rom_data[i] = triangle_function(i);
2: rom_data[i] = rect_function(i);
endcase
end
end
always @(posedge clk) begin
dac_out <= rom_data[phase_counter % LENGTH];
if (freq_in > 0) begin
phase_counter <= phase_counter + freq_in;
end else begin
// 频率设置为负数,表示停止或等待
phase_counter <= phase_counter;
end
end
function [WIDTH-1:0] sine_function(int addr);
reg [WIDTH-1:0] sin_val = sin(2*pi*addr/LENGTH);
assign sine_function = sign(sin_val)*WIDTH - 1; // 转换范围到10位精度
endfunction
// 其他模式函数自行补充...
```
对于Testbench测试文件(TB.v),这里提供一个基本的框架:
```verilog
module DDS_TB;
reg clk, freq_in, mode_select;
wire dac_out;
DDS DDS_inst(
.clk(clk),
.freq_in(freq_in),
.mode_select(mode_select),
.dac_out(dac_out)
);
initial begin
$dumpfile("dds_tb.vcd");
$dumpvars(0, DDS_inst);
// 初始化时钟,频率和模式
clk = 0;
#10 clk = 1;
#100 freq_in = 1_000_000; // 设置频率为1MHz
#100 mode_select = 0; // 设置模式为正弦波
// 更改模式并观察输出
#100 mode_select = 1;
#1000 mode_select = 2;
// 等待测试结束
forever @(posedge clk) $finish;
end
endmodule
```
注意这只是一个简化版本,实际应用中可能需要处理更复杂的频率生成算法(如通过查找表或数学公式计算),以及适当的抖动处理以达到1Hz的分辨率。
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