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这里讲解实现一个16384（2^14）点的14位正弦波数据mif格式文件的生成，使用此文件，我们便可以在FPGA上基于直接数字合成（DDS）原理生成标准的正弦波，即实现信号发生器的功能。关于DDS原理的相关内容，请参考由北航出版社出版的《FPGA自学笔记——设计与验证》一书第六章第6.2节—— “双通道幅频相可调DDS信号发生器” 一节的内容。 　　在很早之前，我曾编写过一个生成1024点16位正弦波mif文件的方法，不过那时候我的matlab技术还特别特别菜（现在也很菜），只是在matlab中简单的实现了正弦波数据的生成，关于四舍五入取整以及mif文件的最终生成，我用了excel和quartus两个软件经过了复杂的操作才最终完成。如今，自己都对那种方法没有了耐心，刚好新做的一个双通道14位高速DAC模块在做DDS实验时需要用到14位的mif数据，因此今天对matlab的脚本文件重新编写了下，实现了仅通过Matlab就可以一键生成mif文件的功能。 Script。在该文件中输入以下内容： F1=1;%信号的频率 Fs=2^14;%采样频率 P1=0;%信号初始相位 N=2^14;%采样点数为N t= ;%采样时刻 ADC=2^13 - 1;%直流分量 A=2^13;%信号幅度 s=A*sin(2*pi*F1*t +pi*P1/180) + ADC;%生成信号 plot(s);%绘制图形 fild =fopen('d:/sin14bit_16384.mif','wt');%创建mif文件 %写入mif文件文件头 fprintf(fild,'%s\n','WIDTH=14;');%位宽 fprintf(fild,'%s\n\n','DEPTH=16384;');%深度 fprintf(fild,'%s\n','ADDRESS_RADIX=UNS;');%地址格式 fprintf(fild,'%s\n\n','DATA_RADIX=HEX;');%数据格式 fprintf(fild,'%s\t','CONTENT');%地址 fprintf(fild,'%s\n','BEGIN');% fori= 1:N s2(i) =round(s(i));%对小数四舍五入以取整 ifs2(i) <0%强制将负1置0， s2(i) = 0 end % addr : data; fprintf(fild,'\t%g\t',i-1);%地址，从0开始编码 fprintf(fild,'%s\t',':'); fprintf(fild,'%x',s2(i)); fprintf(fild,'%s\n',';'); end 用户如果想自己生成其他深度和位宽的数据，只需要对应修改采样频率（Fs）、采样点数（N）、直流分量（ADC）和信号幅度（A）即可。 　　保存文件，点击运行按钮，即可生成我们所需要的正弦波数据，并在电脑的D盘根目录生成一个名为“sin14bit_16384 .mif”的文件。 随后，会弹出如下图1所示的界面，该界面便是以我们生产的数据为值，t为时间轴绘制出来的波形，从波形可知为标准的正弦波，你也可以通过放大缩小来具体查看几个顶点的值，以确定数据是否在自己预期的范围内。这里，我们直接关掉该界面即可。 下图2为使用该文件设计的DDS信号发生器系统，输出频率为3.448Mhz（随机设置的一个值），通过示波器的FFT功能可以看到，谐波量并不大。

本文档主要讲解实现一个1024点的16位正弦波数据的生成，并将该数据制作成quartus II使用的mif文件，使用此文件，我们便可以使用FPGA，基于直接数字合成（DDS）原理生成标准的正弦波，即实现信号发生器的功能。小梅哥的DDS实验已经做完，目前还没有进行文档的编写。朋友今天邀请我为他制作一个1024点的16位的正弦波mif文件，实现之后，发现过程中涉及到MATLAB软件、Excel软件、Quartus II软件的使用，每个过程简单，但是步骤较多，因此在这里以文档的方式记录下来，分享给需要的朋友。   首先，打开MATLAB软件，小梅哥这里使用的版本为MATLAB 2012b。新建一个Script文件，操作为File —New—Script。在该文件中输入以下内容： F1=1; %信号的频率 Fs=1024;%采样频率 P1=0;%信号初始相位 N=1023;%采样点数为N+1 t= ;%采样时刻 ADC=32767;%直流分量 A=32767;%信号幅度 s=A*sin(2*pi*F1*t + pi*P1/180) + ADC;%生成信号 plot(s);%绘制图形   即可生成我们所需要的数据，其中最后一行为绘制图形，是为了验证我们所生成的数据是否满足要求，不是一定需要。输入完成以后，点击“save and run”按钮，如下图所示。 将文件保存在你自己的路径下面，命一个有意义的名字，这里我暂时保存在桌面，命名为sin16_1024。保存后会弹出如下所示的对话框，选择Add to Path即可。 随后，会弹出如下所示的界面，该界面便是以我们生产的数据为值，t为时间轴绘制出来的波形，从波形可知为标准的正弦波，你也可以通过放大缩小来具体查看几个顶点的值，以确定数据是否在自己预期的范围内。这里，我们直接关掉该界面即可。 这个时候，我们在MATLAB主界面中，右侧的workspace栏中，选中name为s的一项，双击，便可打开该数组的值，如下所示： 将该表格中的所有数据选中（可选中第一个数据，然后将进度条拉到最后一个数据的位置，按下键盘上的shift键，鼠标点击最后一个数据，便可全选了），单击右键，复制即可。然后打开execl软件，选中A1单元格，ctrl+V（粘贴），即可。   在表格中，我们会发现，这些数据是带有2位小数位的，如下图所示： 而我们的mif文件不支持小数，因此需要将这些数据进行四舍五入。四舍五入的方法非常简单我们只需要选中行1（在数字1处点击鼠标左键即可选中），单击鼠标右键，选择设置单元格格式，如下图所示： 在弹出的界面中选中“数字”选项卡，选择“数值”，在“小数位数”处输入0，点击确定，即可。具体如下图所示： 设置完成之后我们再看，发现表格中的数据已经全部被四舍五入了，此时的数据，就是我们可以使用的数据了。如下所示： 此时，我们已经完成了mif文件所需数据的生成工作，我们可以将这个表格文件保存，也可以直接开着，不用关闭就行，因为这个文件只是一个中转。下一步，就是将这些数据生成我们所需要用到的mif文件了。 打开quartus II软件，选择file—New，在打开的选项卡中，选择Memory Initialization File，点击OK。在弹出的mif文件大小设置选项卡中，设置Number of Words为1024，Word Size为16，点击OK即可，详细如下所示：   此时，就会建立好一个空白的mif文件，其中所有内容均为0，如下图所示： 我们将excel表格中的数据选中（可选中第一个数据，然后将进度条拉到最后一个数据的位置，按下键盘上的shift键，鼠标点击最后一个数据，便可全选了），单击右键，复制即可。然后回到quartus II的mif编辑界面，在mif文件的任意一个数据位置点击鼠标左键，然后按下键盘上的组合键ctrl + A（也就是全选），然后单击鼠标右键，选择paste即可。如下图 此时，我们发现，所有数据便依次存入了相应的地址中，如下图所示： 我们点击quartus II软件界面上的file—save，选择你需要存储的路径，这里小梅哥暂时存储在桌面上，将文件名命名为sin16_1024，即完成了我们所有的工作。因为小梅哥这里没有创建工程，所以保存完成后quartus II软件会弹出以下界面，问你是否需新建工程，这里小梅哥只是做演示用，不需要新建工程，因此这里选择NO。 最后，附上朋友采用该mif文件生成的正弦波的仿真波形图： 利用此文件，就可以开始你的DDS设计啦。

  创建图像的.mif文件 一、用Image2Lcd打开一个图像，并选择输出数据类型，扫描模式，输出灰度，最大宽度和高度等信息。这里创建一个.bin类型文件，其参数类型如下： 二、保存为.bin文件 二、打开BmpToMif软件，选择数据文件，在源文件中选择刚才新建的test.bin文件，再根据自己的需要选择字长，这里选择8位。并点击生成Mif文件，如下所示： 三、到这里已经创建了一个.mif的文件，进而就可以在quartus中调用。   创建图像的.coe文件 一、在刚才创建的.mif的基础上，右击test1.mif的文件，在打开方式中选择用 Excel打开。打开界面如下图： 二、在Excel界面中把那些生成的数据全部选中，点击菜单栏的“数据”，然后选择“分列”，在选择“分隔符号”，最后点击“下一步”，出现如下界面： 三、在上面的界面中在“其他”前打勾，在右边中填入“：”点击下一步，完成。这些就把这些数字的前面的编号分开了，如下所示： 四、按住“ctrl+H”，将全部分号替换为逗号。再把B列删掉，然后另存为.TXT的格式。如下所示替换完如下图： 五、用记事本打开刚刚保存的txt文件，把数字上方的文章都去掉，去完以后如下所示： 六、把倒数第二行的逗号换成分号，换完后再删掉最后一行的“END”。如下所示： 七、在最上面添加如下语句 MEMORY_INITIALIZATION_RADIX=2;   /*2为基数，即下面的数的形式，因为这个例子里面的数据是二进制，故选择2，也可以是4,8,16等。*/ MEMORY_INITIALIZATION_VECTOR=   添加完了以后图形如下所示： 八、点击文件，再单击另存为，在文件名中填写文件名和文件类型为.coe，在保存类型中选择“所有文件(*.*)”，点击保存即可完成.coe文件的建立。      

  创建图像的.mif文件 一、用Image2Lcd打开一个图像，并选择输出数据类型，扫描模式，输出灰度，最大宽度和高度等信息。这里创建一个.bin类型文件，其参数类型如下： 二、保存为.bin文件 二、打开BmpToMif软件，选择数据文件，在源文件中选择刚才新建的test.bin文件，再根据自己的需要选择字长，这里选择8位。并点击生成Mif文件，如下所示： 三、到这里已经创建了一个.mif的文件，进而就可以在quartus中调用。   创建图像的.coe文件 一、在刚才创建的.mif的基础上，右击test1.mif的文件，在打开方式中选择用 Excel打开。打开界面如下图： 二、在Excel界面中把那些生成的数据全部选中，点击菜单栏的“数据”，然后选择“分列”，在选择“分隔符号”，最后点击“下一步”，出现如下界面： 三、在上面的界面中在“其他”前打勾，在右边中填入“：”点击下一步，完成。这些就把这些数字的前面的编号分开了，如下所示： 四、按住“ctrl+H”，将全部分号替换为逗号。再把B列删掉，然后另存为.TXT的格式。如下所示替换完如下图： 五、用记事本打开刚刚保存的txt文件，把数字上方的文章都去掉，去完以后如下所示： 六、把倒数第二行的逗号换成分号，换完后再删掉最后一行的“END”。如下所示： 七、在最上面添加如下语句 MEMORY_INITIALIZATION_RADIX=2;   /*2为基数，即下面的数的形式，因为这个例子里面的数据是二进制，故选择2，也可以是4,8,16等。*/ MEMORY_INITIALIZATION_VECTOR=   添加完了以后图形如下所示： 八、点击文件，再单击另存为，在文件名中填写文件名和文件类型为.coe，在保存类型中选择“所有文件(*.*)”，点击保存即可完成.coe文件的建立。      

1、mif文件 1)、mif文件的概念 mif文件，是FPGA中ROM的初始化文件(Memory Initialization File),用来配置ＲＡＭ或者ＲＯＭ。因为ＦＰＧＡ是基于ＳＲＡＭ存储的，是掉电易失性的，所以要实现ＲＯＭ的功能，我们就需要在ＦＰＧＡ配置的过程中，把相应的存储块初始化，从而在ＦＰＧＡ处在用户状态时，这个存储块在用户看来就相当于一个ＲＯＭ。   ２）、ｍｉｆ文件的格式 ｍｉｆ文件有固定的格式。如下： 　　DEPTH = ＸＸＸ;／／存储块的深度 　　WIDTH = ＸＸ;／／每个存储单元存储数据的宽度 　　ADDRESS_RADIX = HEX; 　　DATA_RADIX = HEX; 　　CONTENT BEGIN ＸＸ        ：       ＸＸＸ；／／冒号前的数表示存储单元在存储块中的位置，后面的数据表示该存储单元中存储的数据。  　　END; 因为ｍｉｆ文件的格式是固定的，所以要想产生带有我们需要数据的ｍｉｆ文件很简单，只要按照ｍｉｆ文件的格式把ＢＥＧＩＮ．．．ＥＮＤ中的数据替换成我们需要的数据即可。   ３）、Ｑｕａｒｔｕｓ　ＩＩ　中ｍｉｆ文件里数据产生的方法 ①、手工录入法 当ｍｉｆ文件中的数据较少时，我们可以在Ｑｕａｒｔｕｓ　ＩＩ　中新建一个ｍｉｆ文件，然后直接在ｍｉｆ文件中编辑录入所需要的数据。编辑的方法既可以是直接在Ｑｕａｒｔｕｓ　ＩＩ　软件界面中直接输入，也可以打开．ｍｉｆ文件的文本文档直接编辑ＢＥＧＩＮ　．．．ＥＮＤ；中的数据   ②高级语言生成法 如果ｍｉｆ文件中的数据具有一定的规律，我们可以用高级语言按照这个规律来编写程序来生成这些数据。比如ｍｉｆ文件中的数据是正弦曲线上的数值，那么我们就可以用高级语言编写一个正弦函数来算得这些数值。 高级语言生成，可以用Ｃ语言也可以用Ｍａｔｌａｂ　的Ｍ语言。比如，用Ｃ语言生成一组正弦函数数据： #include stdio.h #include math.h void main() {               int t;               int u;               for(t=0;t=121;t++)               {                             u=sin(2*3.1415926*(100*t+59*t*t/7));                             printf("%d:                    %d;\n",t,u);               } } 这里就是生成１２２个正弦曲线上的数据的方法，我们只需要把打印输出的数据复制到ｍｉｆ文件的ＢＥＧＩＮ　．．．ＥＮＤ；之间替代之前的数据即可。   ③高级语言直接生成ｍｉｆ文件 我们也可以直接用高级语言（Ｃ语言或者Ｍ语言）来生成ｍｉｆ文件，之前两种方法产生的只是ｍｉｆ文件中的数据。 比如，用Ｃ语言来产生一个正弦波的数据波形，保存在“ＴｅｓｔＭｉｆ．ｍｉｆ”文件中： #include stdio.h #include math.h   #define PI 3.141592 #define DEPTH 128     /*数据深度，即存储单元的个数*/ #define WIDTH 8       /*存储单元的宽度*/   int main(void) {     int i,temp;     float s;       FILE *fp;     fp = fopen("TestMif.mif","w");   /*文件名随意，但扩展名必须为.mif*/     if(NULL==fp)         printf("Can not creat file!\r\n");     else     {         printf("File created successfully!\n");         /*         *    生成文件头：注意不要忘了“;”         */         fprintf(fp,"DEPTH = %d;\n",DEPTH);         fprintf(fp,"WIDTH = %d;\n",WIDTH);         fprintf(fp,"ADDRESS_RADIX = HEX;\n");         fprintf(fp,"DATA_RADIX = HEX;\n");         fprintf(fp,"CONTENT\n");         fprintf(fp,"BEGIN\n");           /*         * 以十六进制输出地址和数据         */         for(i=0;iDEPTH;i++)         {              /*周期为128个点的正弦波*/             s = sin(PI*i/64);               /*将-1～1之间的正弦波的值扩展到0-255之间*/             temp = (int)((s+1)*255/2);             /*以十六进制输出地址和数据*/             fprintf(fp,"%x\t:\t%x;\n",i,temp);         }//end for                 fprintf(fp,"END;\n");         fclose(fp);     } } 把这个生成的ｍｉｆ文件直接导入到Ｑｕａｒｔｕｓ　ＩＩ中即可。   ４、参考文件 如何生成ｍｉｆ文件 http://www.cnblogs.com/BitArt/archive/2012/12/11/2813503.html