目录

一、DDS原理

二、整体系统设计

1、现有条件

2、实验性能分析

3、系统模块设计

（1）频率设置模块（f_word_set.v）

（2）波形设置模块（wave_set.v）

（3）幅度设置模块（amplitude_set.v）

（4）DDS模块（DDS.v）

（5）顶层模块（DDS_top.v）

4、仿真验证

三、总结

工程下载地址：https://download.csdn.net/download/qq_33231534/12848911

DDS全称为直接数字频率合成（Direct Digital Synthesis），其基本原理是在一个周期波形数据下，通过选取其中全部数据或抽样部分数据组成新的波形，由奈奎斯特采样定理可知，最低两个采样点就可以组成一个波形，但实际上最少需要4个点。其原理框图如下：

其主要由相位控制字、频率控制字、相位累加器、波形存储器几部分组成。

波形存储器：存储一个周期波形的离散信号；

频率控制字：用以控制生成的波形频率。

相位累加器：用来控制波形的相位累加，组成完整的波形显示。

相位控制字：用以控制波形起始位置。

本实验平台是小梅哥的AC620开发板，板载12位采样精度的DAC芯片TLV5618，输出电压范围为0V~4.096V，其最高时钟频率为20MHz。

由于板载的DAC芯片最高采样频率为20MHz，为了设计余量，同时只是为了验证设计的正确性，这里将DAC采样频率设定为10MHz，同时TLV5618的DAC芯片采用的是SPI借口通信，传输一次数据需要差不多16个时钟周期，这里将其看成20个时钟周期，因此接收数据的最高频率为10/20=0.5MHz。因此本实验信号发生器最高生成的频率设置为0.5MHz。

这里没有做DAC驱动模块，在我前面的博客数据采集系统中有用到DAC驱动模块，由于我身边没有示波器，无法测波形，只能通过仿真软件测试设计的正确性，因此这里不做DAC驱动模块。下边将对各个模块分别讲解：

这里通过按键依次对频率进行改变，这里设置可支持的频率包括 1Hz、10Hz、100Hz、500Hz、1KHz、5KHz、10KHz、50KHz、100KHz、200KHz、500KHz 共11种不同的选择，按键按下依次切换。

这里对不同频率波形的频率控制字进行计算。为了获取1Hz、10Hz等低频信号，在对其进行相位累加的时候，需要进行其他的计数，这里选取20位宽供其累加，还有12位供波形数据累加，共32位数据进行累加操作，例如fre_acc[31:0]，其中低20位数据作为补充累加，高12位作为波形数据累加。对于要生成1Hz波形来说，假设每次需要加x个时钟周期，1Hz周期为T=1/f(此处周期用ns表示)，在Tns后32位数据加满，采用50MHz系统时钟，1系统时钟周期20ns，因此有：（T/20）*x=2^32，因此频率控制字计算公式为：            x = （2^32）*20/T   =   （2^32）*20*f(hz)/1000000000   ;

最后得出的各个频率的控制字数据为：

1Hz~86；10Hz~859；100Hz~8590；500Hz~42950；1000Hz~85899；5000Hz~429497；10KHz~858993；50KHz~4294967；100KHz~8589935；200KHz~17179869；500KHz~42949673。

代码如下，其中里边按键消抖模块采用前面博客写的按键消抖模块。