小梅哥和你一起深入學(xué)習(xí)FPGA之mif文件的制作

　　本文檔主要講解實(shí)現(xiàn)一個(gè)1024點(diǎn)的16位正弦波數(shù)據(jù)的生成，并將該數(shù)據(jù)制作成quartus II使用的mif文件，使用此文件，我們便可以使用FPGA，基于直接數(shù)字合成(DDS)原理生成標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，即實(shí)現(xiàn)信號(hào)發(fā)生器的功能。小梅哥的DDS實(shí)驗(yàn)已經(jīng)做完，目前還沒(méi)有進(jìn)行文檔的編寫(xiě)。朋友今天邀請(qǐng)我為他制作一個(gè)1024點(diǎn)的16位的正弦波mif文件，實(shí)現(xiàn)之后，發(fā)現(xiàn)過(guò)程中涉及到MATLAB軟件、Excel軟件、Quartus II軟件的使用，每個(gè)過(guò)程簡(jiǎn)單，但是步驟較多，因此在這里以文檔的方式記錄下來(lái)，分享給需要的朋友。

　　首先，打開(kāi)MATLAB軟件，小梅哥這里使用的版本為MATLAB 2012b。新建一個(gè)Script文件，操作為File —>New—>Script。在該文件中輸入以下內(nèi)容：

　　F1=1; %信號(hào)的頻率

　　Fs=1024;%采樣頻率

　　P1=0;%信號(hào)初始相位

　　N=1023;%采樣點(diǎn)數(shù)為N+1

　　t=[0:1/Fs:N/Fs];%采樣時(shí)刻

　　ADC=32767;%直流分量

　　A=32767;%信號(hào)幅度

　　s=A*sin(2*pi*F1*t + pi*P1/180) + ADC;%生成信號(hào)

　　plot(s);%繪制圖形

　　即可生成我們所需要的數(shù)據(jù)，其中最后一行為繪制圖形，是為了驗(yàn)證我們所生成的數(shù)據(jù)是否滿(mǎn)足要求，不是一定需要。輸入完成以后，點(diǎn)擊“save and run”按鈕，如下圖所示。

　　將文件保存在你自己的路徑下面，命一個(gè)有意義的名字，這里我暫時(shí)保存在桌面，命名為sin16_1024。保存后會(huì)彈出如下所示的對(duì)話框，選擇Add to Path即可。

　　隨后，會(huì)彈出如下所示的界面，該界面便是以我們生產(chǎn)的數(shù)據(jù)為值，t為時(shí)間軸繪制出來(lái)的波形，從波形可知為標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，你也可以通過(guò)放大縮小來(lái)具體查看幾個(gè)頂點(diǎn)的值，以確定數(shù)據(jù)是否在自己預(yù)期的范圍內(nèi)。這里，我們直接關(guān)掉該界面即可。

　　這個(gè)時(shí)候，我們?cè)贛ATLAB主界面中，右側(cè)的workspace欄中，選中name為s的一項(xiàng)，雙擊，便可打開(kāi)該數(shù)組的值，如下所示：

　　將該表格中的所有數(shù)據(jù)選中(可選中第一個(gè)數(shù)據(jù)，然后將進(jìn)度條拉到最后一個(gè)數(shù)據(jù)的位置，按下鍵盤(pán)上的shift鍵，鼠標(biāo)點(diǎn)擊最后一個(gè)數(shù)據(jù)，便可全選了)，單擊右鍵，復(fù)制即可。然后打開(kāi)execl軟件，選中A1單元格，ctrl+V(粘貼)，即可。

　　在表格中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，這些數(shù)據(jù)是帶有2位小數(shù)位的，如下圖所示：

　　而我們的mif文件不支持小數(shù)，因此需要將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行四舍五入。四舍五入的方法非常簡(jiǎn)單我們只需要選中行1(在數(shù)字1處點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵即可選中)，單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇設(shè)置單元格格式，如下圖所示：

　　在彈出的界面中選中“數(shù)字”選項(xiàng)卡，選擇“數(shù)值”，在“小數(shù)位數(shù)”處輸入0，點(diǎn)擊確定，即可。具體如下圖所示：

　　設(shè)置完成之后我們?cè)倏?，發(fā)現(xiàn)表格中的數(shù)據(jù)已經(jīng)全部被四舍五入了，此時(shí)的數(shù)據(jù)，就是我們可以使用的數(shù)據(jù)了。如下所示：

　　此時(shí)，我們已經(jīng)完成了mif文件所需數(shù)據(jù)的生成工作，我們可以將這個(gè)表格文件保存，也可以直接開(kāi)著，不用關(guān)閉就行，因?yàn)檫@個(gè)文件只是一個(gè)中轉(zhuǎn)。下一步，就是將這些數(shù)據(jù)生成我們所需要用到的mif文件了。

　　打開(kāi)quartus II軟件，選擇file—>New，在打開(kāi)的選項(xiàng)卡中，選擇Memory Initialization File，點(diǎn)擊OK。在彈出的mif文件大小設(shè)置選項(xiàng)卡中，設(shè)置Number of Words為1024，Word Size為16，點(diǎn)擊OK即可，詳細(xì)如下所示：

　　此時(shí)，就會(huì)建立好一個(gè)空白的mif文件，其中所有內(nèi)容均為0，如下圖所示：

　　我們將excel表格中的數(shù)據(jù)選中(可選中第一個(gè)數(shù)據(jù)，然后將進(jìn)度條拉到最后一個(gè)數(shù)據(jù)的位置，按下鍵盤(pán)上的shift鍵，鼠標(biāo)點(diǎn)擊最后一個(gè)數(shù)據(jù)，便可全選了)，單擊右鍵，復(fù)制即可。然后回到quartus II的mif編輯界面，在mif文件的任意一個(gè)數(shù)據(jù)位置點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，然后按下鍵盤(pán)上的組合鍵ctrl + A(也就是全選)，然后單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇paste即可。如下圖

　　此時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，所有數(shù)據(jù)便依次存入了相應(yīng)的地址中，如下圖所示：

　　我們點(diǎn)擊quartus II軟件界面上的file—>save，選擇你需要存儲(chǔ)的路徑，這里小梅哥暫時(shí)存儲(chǔ)在桌面上，將文件名命名為sin16_1024，即完成了我們所有的工作。因?yàn)樾∶犯邕@里沒(méi)有創(chuàng)建工程，所以保存完成后quartus II軟件會(huì)彈出以下界面，問(wèn)你是否需新建工程，這里小梅哥只是做演示用，不需要新建工程，因此這里選擇NO。

　　最后，附上朋友采用該mif文件生成的正弦波的仿真波形圖：

　　利用此文件，就可以開(kāi)始你的DDS設(shè)計(jì)啦。