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FPGA--信号发生器 主控Xilinx-XC6SLX16，ISE软件。 使用Matlab生成波形数据(正弦波、锯齿波、三角波、方波)作为ROM IP核的输入，按键消抖后控制系统的输出波形，以及输出的频率。 输出的波形有4种，频率有8种，可通过按键任意搭配。 包含程序源码(Matlab&Verilog)和原理图

今天咱们来玩点硬核的——用FPGA做个信号发生器，主控是Xilinx家的XC6SLX16，这货虽然有点年头了但性价比依然在线。掏出祖传的ISE14.7开发环境，咱们先从波形生成开始整活。

Matlab脚本才是真正的波形工厂，看这段正弦波生成代码：

depth = 4096; t = linspace(0, 2*pi, depth); sine_wave = floor((sin(t)+1)*127); fid = fopen('sine.coe','w'); fprintf(fid,'memory_initialization_radix=10;\n'); fprintf(fid,'memory_initialization_vector=\n'); fprintf(fid,'%d,\n',sine_wave(1:end-1)); fprintf(fid,'%d;',sine_wave(end));

这波操作把正弦波量化成8位有符号数存成COE文件，注意最后那个逗号得换成封号，不然ISE会给你表演花式报错。三角波更简单，直接拿linspace生成斜坡再镜像翻转，比老板画的饼还直溜。

硬件部分最骚的是按键消抖模块，Verilog代码长这样：

always @(posedge clk) begin case(state) IDLE: if(key_in) cnt <= 0; DLY: if(++cnt == 20'd999_999) state <= HOLD; HOLD: if(!key_in) state <= IDLE; endcase end

这段代码就像个看门大爷，非得等到按键稳定20ms才放行。实测发现机械按键的抖动能持续15ms左右，这参数稳得一批。

波形切换的核心是ROM控制器：

wire [7:0] wave_data; rom_wave u_rom ( .clk(clk_div), .addr(phase_acc[31:20]), .dout(wave_data) );

这里用相位累加器的高12位当ROM地址，低20位留着搞频率合成。DDS（直接数字频率合成）才是重头戏，改个步进值就能切频率：

reg [31:0] step_table[0:7] = { 32'h051E_B852, // 100Hz 32'h0A3D_70A4, // 200Hz ... // 其他6组频率 };

这波操作把频率分辨率做到0.023Hz，实测输出波形稳如老狗。方波生成最暴力，直接取相位累加器最高位，实测边沿抖动不超过3ns。

调试图鉴里最搞笑的是用示波器抓波形时，手抖按到三角波按钮，结果屏幕上赫然出现个歪歪扭扭的梯形——后来发现是Matlab生成的波形数据没做平滑处理，补个插值滤波立马见效。

整个工程跑起来后，按键切换时会有个彩蛋：快速连按波形键会触发隐藏的扫频模式，这其实是按键中断和DDS参数更新的组合bug，但听着那逐渐升高的音调，果断决定保留这个feature。

源码和原理图已打包扔在Github（地址见文末评论区），下期可能整个网口传输波形数据的花活，或者你们想看啥功能？留言区见！