使用FPGA生成任意波形

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本文以正弦波为例，使用FPGA生成波形。

一、开发工具

1、软件平台：Quartus II

2、芯片：不重要

二、步骤

1、设置ROM IP核

设置ROM IP核，根据使用的DA芯片选择对应的位数和数据量，选择生成好的mif文件，一个存储波形的ROM IP核就创建好了。

下面是设置ROM IP核的详细步骤：

（1）、点击Tool

（2）、点击MegaWizard，出现下图，点击Next。

（3）、在框中输入ROM选择ROM：1-PORT，左边框中选择保存地址和创建文件名。选择完毕点击Next进入IP核设置界面。

（4）、根据DA选择相应的位宽和容量。

（5）、红框里面是是否优化，我一般取消勾选。

（6）、在file name处选择需要用到的数组.mif文件，剩下就是一路点击next，这样一个ROM IP核就创建好了。

2、程序编写

开始编写程序调用ROM IP核，根据之前设定的参数，软件会自动生成相应的代码，至于代码怎么写我们不用管，我们只需要了解三个参数就够了，分别是：address（数据地址）、clock（时钟）、q（读出的数据），顶层文件编写如图，将信号链接到需要使用ROM IP核的模块。

对于这三个参数，clock可以使用系统时钟，所以直接关联到系统时钟就可以了，address是ROM核中数据存放的地址，由于我们是输出的正弦波是连续信号，所以地址直接累加就可以了，q是ROM核根据输入的地址读出的数据，也就是我们想要的数据，这个数据是可以直接发给DA芯片的。

下面展示一些 ROM IP核的读代码。

module da_wave_send(
input clk , //时钟
input rst_n , //复位信号，低电平有效

input [11:0] rd_data , //ROM读出的数据
output reg [11:0] rd_addr , //读ROM地址
output [11:0] da_data1 //输出给DA的数据
);
parameter FREQ_ADJ = 12'd900; //频率调节
reg [11:0] freq_cnt ;
assign da_data1 = rd_data;
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
  if(rst_n == 1'b0)
		freq_cnt <= 12'd0;
  else if(freq_cnt == FREQ_ADJ)
  	freq_cnt <= 12'd0;
  else
  	freq_cnt <= freq_cnt + 12'd1;
end
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
  if(rst_n == 1'b0)
  	rd_addr <= 1'd0;
  else begin
  	if(freq_cnt == FREQ_ADJ) begin
  		rd_addr <= rd_addr + 1'b1;
  end
end
endmodule

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上面这些代码就是将ROM IP核中的数据读出的程序，其中包括了发送到DA芯片驱动的接口。将这些读出的数据通过DA芯片输出就是一个完整的波形了。波形文件用的是正点原子自带的软件生成的，发出什么样的波形是根据你生成什么文件决定的。

之所以用调用ROM IP核的方法去输出波形，是因为这种方法相对简单一点。其实也可以使用CORDIC 算法，没有基础就使用这个算法是相当吃力的，所以还是怎么简单怎么来呗。

DA芯片使用的是TLV5614，一个十二位多通道的芯片，速度还凑活，比不上高速的DA芯片，正常使用只要驱动调好了就没问题。