基于FPGA的正弦信号发生器设计

前言

用FPGA做正弦信号发生器是我上大学期间在实验室里做的，主要用的ROM-IP和DA数模转化芯片，将数字信号转为模拟信号后，通过示波器进行显示。

我记得当时用FPGA做了正弦、三角波、方波信号，然后通过DA输出在示波器上显示信号........现在回想起来，自己感觉挺有意思的，当时学习时确实花费了不少时间去搞它。

应用知识储备说明

用FPGA做正弦信号发生器，从专业学科角度来说它属于通信行业了。在通信行业里，信号的处理肯定要用到两种信号类型：模拟信号和数字信号（这个概念大家可以自己上网查一下，这里不详细介绍）。这两种信号之间如何进行转化呢，就要用到AD芯片和DA芯片。

我想大家都知道AD和DA这两个名词吧，我们现在就用正弦信号发生器做个说明吧。

我把上大学期间做个实验给大家讲一下，如上图所展示的一样。当时我是通过信号发生器产生一定频率的正弦信号，然后再通过AD芯片（模拟转数字）将信号发生器输出的模拟信号转为数字信号；再将转化后的数字信号通过FPGA进行采集，把采集到的数据传递给DA芯片（数字转模拟），最后通过示波器观察信号是不是正弦波。

今天我们要做的实验，由于没有真实额信号源发生器，以及AD、DA和示波器；只能通过在FPGA中模拟正弦波的数字信号来搞了，然后通过仿真软件进行测试。

程序设计

我们这里要用到FPGA的ROM-IP来做实验，原理就是把正弦信号波形的数据存储到ROM中，然后从里面读出来就行了，如下图所示。

注意：由于大家使用的FPGA芯片不同（alter 或者Xilinx），生成的ROM操作流程也不同，这里不再介绍。

我们使用波形软件生成自己想要的波形参数，然后把生成的数据转换为coe文件，如下图所示。

这些准备后，我们调用一个ROM-IP将参数导入，就可以写代码控制ROM了。（此时，感觉自己又回到了大学时代，心情激动.......）

top程序接口

代码：

测试文件：

仿真结果：如下图所示，对data_out通过鼠标右键选择为模拟信号，数据信号就会变成正弦波形模式。