从零开始学习用Verilog语言编写正弦波函数
使用matlab生成1024点的正弦波数据
在使用Verilog语言编写正弦波函数前，首先需要准备好正弦波数据。可以使用matlab编写代码生成所需的正弦波数据。具体方法如下：
```matlab
Fs 1000; %采样频率
t 0:1/Fs:1-1/Fs; %时间向量，长度为1秒钟
f 100; %信号频率
A 1; %信号幅值
x A*sin(2*pi*f*t);%正弦波信号
```
这段代码将生成一个100Hz频率、幅值为1的正弦波，并将其采样成1024个点。将这些数据存储到文件中，方便后续Verilog模块调用。
使用adder.v文件相位累加模块
相位累加是实现正弦波的关键。为了实现相位累加，我们可以使用一个adder.v文件作为相位累加模块。该模块代码如下：
```verilog
module adder(
input clk, //时钟信号
input [31:0] a, //操作数a
input [31:0] b, //操作数b
output reg [31:0] c //输出结果c
);
always @(posedge clk) begin
c < a b;
end
endmodule
```
该模块有三个输入和一个输出端口。其中，clk为时钟信号，a和b为相加的两个操作数，c为输出结果。当时钟信号上升沿到来时，将a和b相加得到的结果存储在c中。
实现dds_top.v顶层设计
在完成相位累加模块后，我们就可以开始编写顶层设计模块dds_top.v了。该模块主要包括相位累加模块、正弦波数据读取模块和输出模块。该模块的代码如下：
```verilog
module dds_top(
input clk, //时钟信号
input rst_n, //复位信号
output wire dac_out, //输出端口
);
// 相位累加模块
reg [31:0] phase_accumulator;
adder phase_accumulator_adder (.clk(clk), .a(phase_accumulator), .b(32'h00100000), .c(phase_accumulator));
// 正弦波数据读取模块
reg [9:0] sin_data_counter 10'h0000;
reg [31:0] sin_data;
initial $readmemh("sin_data.txt", sin_data);
assign sin_data_address sin_data_counter >> 2;
assign sin_data_out sin_data[sin_data_address * 8 : 8];
// 输出模块
assign dac_out sin_data_out[7:0];
endmodule
```
该模块主要包含了相位累加模块、正弦波数据读取模块和输出模块。其中，相位累加模块使用adder.v文件中的模块，并将相位累加器的初始值设为0x100000（即360度相位）。正弦波数据读取模块从文件中读取以前生成的正弦波数据，并将其存储在sin_data变量中。最后，输出模块将sin_data_out输出到dac_out端口。
实现仿真测试文件
为了验证Verilog代码的正确性，我们需要编写仿真测试文件。该文件主要包括时钟信号、复位信号和输出端口的测试波形。具体代码如下：
```verilog
module tb_dds_top();
// 时钟信号
reg tb_clk;
always 5 tb_clk~tb_clk;
// 复位信号
reg tb_rst_n;
initial tb_rst_n0;
always 30 tb_rst_n1;
// 输出端口
wire dac_out;
// 设计被测模块
dds_top dut(.clk(tb_clk), .rst_n(tb_rst_n), .dac_out(dac_out));
// 输出波形
initial begin
$dumpfile("");
$dumpvars(0, tb_dds_top);
20000 $finish();
end
endmodule
```
通过仿真测试文件，我们可以对Verilog代码进行验证，确保其功能正确。
使用matlab生成正弦数据效果如下
在完成Verilog代码编写和仿真测试后，我们可以使用matlab生成正弦波数据并将其保存到文件中。具体效果如下所示：
使用vivado和Modelsim联合仿真效果如下
最后，我们可以使用vivado和Modelsim联合仿真，对Verilog代码进行进一步的验证。具体效果如下所示：
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