小梅哥和你一起深入学习FPGA之mif文件的制作

小梅哥 · 发表于 2014-11-9 23:49:18

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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=[0:1/Fs:N/Fs];%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。