用Verilog写一个谐波分离程序

时间: 2023-09-23 07:03:55 浏览: 33
好的,下面是一个用Verilog语言实现的简单谐波分离程序,该程序可以对一个输入信号进行FFT变换,并将其分解为不同频率的谐波信号: ```verilog module fft_harmonic( input clk, //时钟信号 input rst, //复位信号 input [N-1:0] in, //输入信号 output reg [N-1:0] out, //输出信号 output reg [M-1:0] harmonic[N/2] //谐波信号 ); parameter N = 256; //FFT点数 parameter M = 8; //最大谐波数 reg [N-1:0] x_re[N], x_im[N]; //输入信号的实部和虚部 reg [N-1:0] y_re[N], y_im[N]; //输出信号的实部和虚部 reg [M-1:0] h_re[N/2][M], h_im[N/2][M]; //谐波信号的实部和虚部 integer i, j, k, p; //循环计数器 reg [7:0] twiddle_re[N/2], twiddle_im[N/2]; //旋转因子 //初始化旋转因子 initial begin for (i=0; i<N/2; i=i+1) begin twiddle_re[i] = $cos(2*3.1415926*i/N); twiddle_im[i] = -$sin(2*3.1415926*i/N); end end //FFT计算 always @(posedge clk or posedge rst) begin if (rst) begin for (i=0; i<N; i=i+1) begin x_re[i] = 0; x_im[i] = 0; y_re[i] = 0; y_im[i] = 0; end for (i=0; i<N/2; i=i+1) begin for (j=0; j<M; j=j+1) begin h_re[i][j] = 0; h_im[i][j] = 0; end end end else begin //输入信号采样 x_re[0] = in; x_im[0] = 0; //FFT变换 for (i=0; i<N/2; i=i+1) begin twiddle_re[i] = $cos(2*3.1415926*i/N); twiddle_im[i] = -$sin(2*3.1415926*i/N); end for (i=0; i<N; i=i+1) begin y_re[i] = x_re[i]; y_im[i] = x_im[i]; end for (i=0; i<$clog2(N); i=i+1) begin for (j=0; j<(1<<i); j=j+1) begin p = (1<<(i+1))*j; for (k=0; k<(1<<i); k=k+1) begin t_re = y_re[p+k]; t_im = y_im[p+k]; w_re = twiddle_re[k<<(9-i)]; w_im = twiddle_im[k<<(9-i)]; u_re = y_re[p+k+(1<<i)]*w_re - y_im[p+k+(1<<i)]*w_im; u_im = y_re[p+k+(1<<i)]*w_im + y_im[p+k+(1<<i)]*w_re; y_re[p+k] = t_re + u_re; y_im[p+k] = t_im + u_im; y_re[p+k+(1<<i)] = t_re - u_re; y_im[p+k+(1<<i)] = t_im - u_im; end end end //输出信号 out = y_re[0]; //谐波分析 for (i=1; i<N/2; i=i+1) begin for (j=1; j<M; j=j+1) begin h_re[i][j] = y_re[i]*$cos(2*3.1415926*i*j/N) + y_im[i]*$sin(2*3.1415926*i*j/N); h_im[i][j] = -y_re[i]*$sin(2*3.1415926*i*j/N) + y_im[i]*$cos(2*3.1415926*i*j/N); end end //输出谐波信号 for (i=1; i<N/2; i=i+1) begin for (j=1; j<M; j=j+1) begin harmonic[i][j-1] = h_re[i][j]; end end end end endmodule ``` 请注意,这只是一个简单的Verilog示例程序,您需要根据实际情况对其进行修改和优化。

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