DDS直接數字式頻率合成器（Direct Digital Synthesizer）

下面是使用MATLAB生成正弦波、三角波、方波的代碼，直接使用即可。

t=0:2*pi/2^12:2*pi

y=0.5*sin（t）+0.5;

r=ceil（y*（2^8-1））; %將小數轉換為整數，ceil是向上取整。

fid = fopen（‘sin.coe’，‘w’）; %寫到sin.coe文件，用來初始化sin_rom

fprintf（fid，‘MEMORY_INITIALIZATION_RADIX=10;\n’）;

fprintf（fid，‘MEMORY_INITIALIZATION_VECTOR=\n’）;

for i = 1:1：2^12

fprintf（fid，‘%d’，r（i））;

if i==2^12

fprintf（fid，‘;’）;

else

fprintf（fid，‘，’）;

end

if i%15==0

fprintf（fid，‘\n’）;

end

end

fclose（fid）;

t=1:1：2^12;

y=（t《=2047）;

r=ceil（y*（2^8-1））;

fid = fopen（‘square.coe’，‘w’）; %寫到square.coe，用來初始化rom_square

fprintf（fid，‘MEMORY_INITIALIZATION_RADIX=10;\n’）;

fprintf（fid，‘MEMORY_INITIALIZATION_VECTOR=\n’）;

for i = 1:1：2^12

fprintf（fid，‘%d’，r（i））;

if i==2^12

fprintf（fid，‘;’）;

else

fprintf（fid，‘，’）;

end

if i%15==0

fprintf（fid，‘\n’）;

end

end

fclose（fid）;

t=1:1：2^12;

y=［0.5:0.5/1024:1-0.5/1024， 1-0.5/1024：-0.5/1024:0， 0.5/1024:0.5/1024:0.5］;

r=ceil（y*（2^8-1））;

fid = fopen（‘triangular.coe’，‘w’）; %寫到triangular.coe，初始化三角波rom

fprintf（fid，‘MEMORY_INITIALIZATION_RADIX=10;\n’）;

fprintf（fid，‘MEMORY_INITIALIZATION_VECTOR=\n’）;

for i = 1:1：2^12

fprintf（fid，‘%d’，r（i））;

if i==2^12

fprintf（fid，‘;’）;

else

fprintf（fid，‘，’）;

end

if i%15==0

fprintf（fid，‘\n’）;

end

end

fclose（fid）;

設計DDS的核心就是調用IP ROM，vivado調用ROM的方法和ISE相類似，都是加載.coe文件，我這里特地做筆記，以防忘記。

這是DDS的原理圖，DDS并沒有像它的名字一樣說的那么玄乎，它的核心便是控制頻率的fword字輸入，和相位字pword輸入，最后調用IP核查找表即可，代碼也十分簡單，下面給出DDS design代碼。

module DDS（

input mclk，

input rst_n，

input ［31:0］fword，//frequency control

input ［11:0］pword，//phase control

output ［9:0］da_data

）;

reg ［31:0］r_fword;

reg ［11:0］r_pword;

reg ［31:0］fcnt;

wire ［11:0］addr_rom;

//同步寄存器

always @（posedge mclk）

begin

r_fword 《= fword;

r_pword 《= pword;

end

always @（posedge mclk or negedge rst_n）

begin

if（！rst_n）

fcnt 《= 32‘d0;

else

fcnt 《= fcnt + r_fword;

end

assign addr_rom = fcnt［31:20］ + r_pword;

//custom sin_rom

sin_rom sin_rom （

.clka（mclk）， // input wire clka

.addra（addr_rom）， // input wire ［11 ： 0］ addra

.douta（da_data） // output wire ［9 ： 0］ douta

）;

endmodule

DDS_design

使用vivado調用IP核ROM教程如下

點擊IP catalog

選擇block memory，然后雙擊

將show disabled ports 選項勾選掉

輸入ROM名，我這里為了演示重新配置一個方波ROM，命名為square_rom

這里選擇single ports ROM

按如上圖所示勾選參數，port width是數據寬度，我們根據代碼要求設置為10位，port width是數據深度，即有多少個這樣的數據，我打開生成的square.coe文件可以清楚的看到一共有4096這樣的數據。always enable是ROM一直處于工作狀態，不需要使能信號。

這里是加載.coe文件，勾選load init file 然后點擊browse將剛才生成的square.coe文件加載到ROM中，最后點擊OK。

選擇generate生成IP核

打開如圖所示文件，

將生成的IP核實例化，即可

最后編寫測試文件進行測試

最后右鍵點擊da_data選擇wave style選擇analog，將會看到模擬波形，但是有時候還是需要設置一下模擬波形的顯示，同樣右鍵點擊da_data選擇wave style選擇analog setting，選擇如下圖所示參數。

最后便大功告成，即可得打方波的波形圖

大家還可以按照這種方法將其他兩種波形都做出來。