基于FPGA的波形发生器设计VHDL代码Quartus仿真

名称：基于FPGA的波形发生器设计VHDL代码Quartus仿真

软件：Quartus

语言：VHDL

代码功能：

波形发生器

(1)产生正弦波、方波、三角波；

(2)测量范围1Hz-100KHz；

(3)失真度小于5%；

(4)幅度为100mV-5V。

FPGA代码Verilog/VHDL代码资源下载：www.hdlcode.com

演示视频：

设计文档：

DDS原理

1. 工程文件

2. 程序文件

ROM IP核

3. 程序编译

4. RTL图

5. Testbench

6. 仿真图

整体仿真图

相位累加器模块

波形选择模块

正弦波ROM

三角波ROM

方波ROM

部分代码展示:

LIBRARY ieee;
   USE ieee.std_logic_1164.all;
USE ieee.std_logic_unsigned.all;
--DDS频率等于clk*N/2^13,clk为输入时钟，N为频率控制字frequency；2^13是因为ROM里面存储了8192个点，相位累加器位宽为13位
ENTITY DDS_top IS
   PORT (
      clk_in      : IN STD_LOGIC;--时钟
      wave_select  : IN STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);--01输出sin，10输出方波，11输出三角波
      frequency    : IN STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0);--频率控制字，控制输出波形频率，值越大，频率越大
      amplitude    : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);--幅值控制字，值越大，幅值越大
wave         : OUT STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0)--输出波形
   );
END DDS_top;
ARCHITECTURE behave OF DDS_top IS
--例化模块
--波形选择模块
   COMPONENT wave_sel IS
      PORT (
         clk_in      : IN STD_LOGIC;
         wave_select  : IN STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);
         douta_fangbo : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
         douta_sanjiao : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
         douta_sin    : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
         wave         : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)
      );
   END COMPONENT;
   
--相位累加器模块
   COMPONENT Frequency_ctrl IS
      PORT (
         clk_in      : IN STD_LOGIC;
         frequency    : IN STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0);
         addra        : OUT STD_LOGIC_VECTOR(12 DOWNTO 0)
      );
   END COMPONENT;
--ROM表
COMPONENT sin_ROM IS
PORT
(
address: IN STD_LOGIC_VECTOR (12 DOWNTO 0);
clock: IN STD_LOGIC  := '1';
q: OUT STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0)
);
END COMPONENT;
--ROM表
COMPONENT fangbo_ROM IS
PORT
(
address: IN STD_LOGIC_VECTOR (12 DOWNTO 0);
clock: IN STD_LOGIC  := '1';
q: OUT STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0)
);
END COMPONENT;
--ROM表
COMPONENT sanjiao_ROM IS
PORT
(
address: IN STD_LOGIC_VECTOR (12 DOWNTO 0);
clock: IN STD_LOGIC  := '1';
q: OUT STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0)
);
END COMPONENT;
   
   SIGNAL addra         : STD_LOGIC_VECTOR(12 DOWNTO 0);
   SIGNAL douta_fangbo  : STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
   SIGNAL douta_sanjiao : STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
   SIGNAL douta_sin     : STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
   SIGNAL wave_temp         :  STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);--波形
BEGIN
   
   --方波ROM,存储波形数据
   i_fangbo_ROM : fangbo_ROM
      PORT MAP (
         clock   => clk_in,
         address  => addra,
         q  => douta_fangbo
      );
   
   
   --三角波ROM,存储波形数据
   i_sanjiao_ROM : sanjiao_ROM
      PORT MAP (
         clock   => clk_in,
         address  => addra,
         q  => douta_sanjiao
      );
   
   
   --sin波ROM,存储波形数据
   i_sin_ROM : sin_ROM
      PORT MAP (
         clock   => clk_in,
         address  => addra,
         q  => douta_sin
      );
   
   
   --相位累加器
   i_Frequency_ctrl : Frequency_ctrl
      PORT MAP (
         clk_in    => clk_in,
         frequency  => frequency,--频率控制字
         addra      => addra--输出地址
      );
   
   
   --波形选择控制
   i_wave_sel : wave_sel
      PORT MAP (
         clk_in        => clk_in,
         wave_select    => wave_select,--01输出sin，10输出方波，11输出三角波
         douta_fangbo   => douta_fangbo,--方波
         douta_sanjiao  => douta_sanjiao,--三角
         douta_sin      => douta_sin,--正弦
         wave           => wave_temp--输出波形 
      );
   
wave<=wave_temp*amplitude;--波形乘以幅值
END behave;

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