基于FPGA的DDS在安路TD和EG4A20BG256上的实现(二)

2024-03-14 20:40

本文主要是介绍基于FPGA的DDS在安路TD和EG4A20BG256上的实现(二),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

文章目录

  • 文章目录
  • 前言
  • 一、初始配置
  • 二、运行和烧录上板实现

前言

TangDynasty(TD)软件是安路科技自主开发的FPGA集成开发环境,支持工业界标准的设计输入,包含完整的电路优化流程以及丰富的分析与调试工具,并提供良好的第三方设计验证工具接口,为所有基于安路科技FPGA产品的应用设计提供有力支持。


本文介绍在安路TD软件上实现基于FPGA的DDS信号发生器。
本设计使用大科电子工作室的FA301开发板,核心芯片为安路科技EG4A20BG256
在这里插入图片描述

一、初始配置

(软件下载安装见主页)

1、打开TD软件,建立新工程
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2、选择使用器件,设置工程的存放位置和名字
这里我们使用的是安路开发的EG4系列芯片EG4A20BG256。
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3、新建工程完成
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4、新建IP核
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选择Primitive IP——Memory——ROM
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给IP器件配置参数,导入.mif文件,.mif文件的生成方法见下文(见第五步)
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这里选择.v文件,点击Yes,IP核就建立好了
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根据上述步骤添加分别正弦波、方波、三角波、锯齿波的IP核,添加完成后如下图
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5、生成.mif文件
这里推荐使用mif生成器Mif_Maker2010
下载地址与使用说明

下载完成后打开Mif_Maker2010
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设置全局参数
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设置无符号10进制数据,数据位宽12位,长度4096

以生成正弦波的.mif文件为例
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保存.mif文件(这里不要选用另存为,会无法保存数据)
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选择保存显示的就是另存为,放在刚才建立的工程文件下al_ip文件里
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按照以上步骤分别生成正弦波、方波、三角波、锯齿波.mif文件,生成完成后如下图
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6、新建.v文件,编写程序
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设置程序文件为顶层文件
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程序DDS.v代码如下

module DDS(input clk,input rst_n,input [1:0] Mode_Sel,input [1:0] fword_sel, output DA_clk,output reg [11:0] Data);reg [31:0] r_fword;reg [11:0] r_pword;reg [31:0] cnt;wire [11:0] rom_addr;wire[11:0]  rom_addr1;wire[11:0]  rom_addr2;wire[11:0]  rom_addr3;wire[11:0]  rom_addr4;always@(posedge clk or negedge rst_n)beginif(!rst_n) beginr_pword <= 0;endelse beginr_pword <= 2048;	 //这里时相位控制,单通道设计可以忽略endendalways@(posedge clk or negedge rst_n)if(!rst_n)cnt <= 32'd0;elsecnt <= cnt +r_fword;assign rom_addr = cnt[31:20] + r_pword;assign rom_addr1 = cnt[31:20] + r_pword;assign rom_addr2 = cnt[31:20] + r_pword;assign rom_addr3 = cnt[31:20] + r_pword;assign rom_addr4 = cnt[31:20] + r_pword;   assign DA_clk=clk;//例化不同的波形IP核
wire [11:0]Data_sin,Data_sin1,Data_square,Data_triangular,Data_sawtooth_wave;sine_wave sine_DDS(.clka(clk),    // input wire clka.addra(rom_addr),  // input wire [11 : 0] addra.doa(Data_sin) // output wire [11 : 0] douta
);//正弦triangular_wave triangular_DDS(.clka(clk),    // input wire clka.addra(rom_addr1),  // input wire [11 : 0] addra.doa(Data_triangular) // output wire [11 : 0] douta
);//三角
square_wave square_DDS(.clka(clk),    // input wire clka.addra(rom_addr2),  // input wire [11 : 0] addra.doa(Data_square) // output wire [11 : 0] douta
);//方波sawtooth_wave sawtooth_wave_DDS(.clka(clk),    // input wire clka.addra(rom_addr3),  // input wire [11 : 0] addra.doa(Data_sawtooth_wave) // output wire [11 : 0] douta
);//锯齿//频率的切换   always@(*)case(fword_sel)0:r_fword=8590;//100HZ     001:r_fword=85899;//1000HZ   012:r_fword=858993;//10KHZ   10 3:r_fword=8589935;//100KHZ 11endcase 
//波形的切换always@(*)case(Mode_Sel)0:Data=Data_sin;//正弦波001:Data=Data_square;//方波012:Data=Data_triangular;//三角波103:Data=Data_sawtooth_wave;//锯齿波11endcaseendmodule

代码中频率变换参考这篇博文 DDS频率变换 ,本设计时钟位为50MHz。
程序中例化IP核名字与之前新建IP核设置的要保持一致。
7、管脚配置
管脚配置有两种方法,一种是编写添加.adc约束文件,另一种是通过图形界面进行配置,这里用第一种方法。
在这里插入图片描述
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管脚配置约束文件wave_produce.adc内程序如下

set_pin_assignment	{ Mode_Sel[0] }	{ LOCATION = M15; }
set_pin_assignment	{ Mode_Sel[1] }	{ LOCATION = N13; }
set_pin_assignment	{ clk }	{ LOCATION = E1; }
set_pin_assignment	{ fword_sel[0] }	{ LOCATION = E16; }
set_pin_assignment	{ fword_sel[1] }	{ LOCATION = M16; }
set_pin_assignment	{ rst_n }	{ LOCATION = virtualIO; }set_pin_assignment	{ DA_clk }	{ LOCATION = M9; }
set_pin_assignment	{ Data[0] }	{ LOCATION = B7; }
set_pin_assignment	{ Data[10] }	{ LOCATION = L9; }
set_pin_assignment	{ Data[11] }	{ LOCATION = L10; }
set_pin_assignment	{ Data[1] }	{ LOCATION = A6; }
set_pin_assignment	{ Data[2] }	{ LOCATION = B6; }
set_pin_assignment	{ Data[3] }	{ LOCATION = A5; }
set_pin_assignment	{ Data[4] }	{ LOCATION = N2; }
set_pin_assignment	{ Data[5] }	{ LOCATION = P6; }
set_pin_assignment	{ Data[6] }	{ LOCATION = M8; }
set_pin_assignment	{ Data[7] }	{ LOCATION = N8; }
set_pin_assignment	{ Data[8] }	{ LOCATION = P8; }
set_pin_assignment	{ Data[9] }	{ LOCATION = K9; }

第二种方法 通过图形界面进行配置方法如下:
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只需要需要改界面中的Location即可
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二、运行和烧录上板实现

(与modelsim的联合仿真见主页)

1、运行程序
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运行完成
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2、连接硬件

开发板FA301
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DAC和转接线
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开发板扩展口原理图如下,可对照管脚配置进行连线
因为使用DAC是8位,我们程序数据设置为12位,所以舍弃低四位,即D0—D3不必连线。
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连接图如下
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3、烧录程序
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下载程序模式可以选择JTAG和Program Flash,JTAG模式断电不保存程序,Program Flash模式断电后仍保存程序
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添加bit流程序
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烧录成功
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4、示波器看结果

设计实现通过按键切换锯齿波、方波、三角波、正弦波四种100kHz的波形,按键控制波形频率的变换,下面展示部分波形图
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频率变换
1KHz
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10KHz
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100Hz
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至此,本设计全部结束。如有问题,欢迎提出。

这篇关于基于FPGA的DDS在安路TD和EG4A20BG256上的实现(二)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/809676

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