小梅哥和你一起深入學習FPGA之mif文件的制作

　　本文檔主要講解實現一個1024點的16位正弦波數據的生成，并將該數據制作成quartus II使用的mif文件，使用此文件，我們便可以使用FPGA，基于直接數字合成(DDS)原理生成標準的正弦波，即實現信號發生器的功能。小梅哥的DDS實驗已經做完，目前還沒有進行文檔的編寫。朋友今天邀請我為他制作一個1024點的16位的正弦波mif文件，實現之后，發現過程中涉及到MATLAB軟件、Excel軟件、Quartus II軟件的使用，每個過程簡單，但是步驟較多，因此在這里以文檔的方式記錄下來，分享給需要的朋友。

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

　　F1=1; %信號的頻率

　　Fs=1024;%采樣頻率

　　P1=0;%信號初始相位

　　N=1023;%采樣點數為N+1

　　t=[0:1/Fs:N/Fs];%采樣時刻

　　ADC=32767;%直流分量

　　A=32767;%信號幅度

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

　　plot(s);%繪制圖形

　　即可生成我們所需要的數據，其中最后一行為繪制圖形，是為了驗證我們所生成的數據是否滿足要求，不是一定需要。輸入完成以后，點擊“save and run”按鈕，如下圖所示。

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

　　隨后，會彈出如下所示的界面，該界面便是以我們生產的數據為值，t為時間軸繪制出來的波形，從波形可知為標準的正弦波，你也可以通過放大縮小來具體查看幾個頂點的值，以確定數據是否在自己預期的范圍內。這里，我們直接關掉該界面即可。

　　這個時候，我們在MATLAB主界面中，右側的workspace欄中，選中name為s的一項，雙擊，便可打開該數組的值，如下所示：

　　將該表格中的所有數據選中(可選中第一個數據，然后將進度條拉到最后一個數據的位置，按下鍵盤上的shift鍵，鼠標點擊最后一個數據，便可全選了)，單擊右鍵，復制即可。然后打開execl軟件，選中A1單元格，ctrl+V(粘貼)，即可。

　　在表格中，我們會發現，這些數據是帶有2位小數位的，如下圖所示：

　　而我們的mif文件不支持小數，因此需要將這些數據進行四舍五入。四舍五入的方法非常簡單我們只需要選中行1(在數字1處點擊鼠標左鍵即可選中)，單擊鼠標右鍵，選擇設置單元格格式，如下圖所示：

　　在彈出的界面中選中“數字”選項卡，選擇“數值”，在“小數位數”處輸入0，點擊確定，即可。具體如下圖所示：

　　設置完成之后我們再看，發現表格中的數據已經全部被四舍五入了，此時的數據，就是我們可以使用的數據了。如下所示：

　　此時，我們已經完成了mif文件所需數據的生成工作，我們可以將這個表格文件保存，也可以直接開著，不用關閉就行，因為這個文件只是一個中轉。下一步，就是將這些數據生成我們所需要用到的mif文件了。

　　打開quartus II軟件，選擇file—>New，在打開的選項卡中，選擇Memory Initialization File，點擊OK。在彈出的mif文件大小設置選項卡中，設置Number of Words為1024，Word Size為16，點擊OK即可，詳細如下所示：

　　此時，就會建立好一個空白的mif文件，其中所有內容均為0，如下圖所示：

　　我們將excel表格中的數據選中(可選中第一個數據，然后將進度條拉到最后一個數據的位置，按下鍵盤上的shift鍵，鼠標點擊最后一個數據，便可全選了)，單擊右鍵，復制即可。然后回到quartus II的mif編輯界面，在mif文件的任意一個數據位置點擊鼠標左鍵，然后按下鍵盤上的組合鍵ctrl + A(也就是全選)，然后單擊鼠標右鍵，選擇paste即可。如下圖

　　此時，我們發現，所有數據便依次存入了相應的地址中，如下圖所示：

　　我們點擊quartus II軟件界面上的file—>save，選擇你需要存儲的路徑，這里小梅哥暫時存儲在桌面上，將文件名命名為sin16_1024，即完成了我們所有的工作。因為小梅哥這里沒有創建工程，所以保存完成后quartus II軟件會彈出以下界面，問你是否需新建工程，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，就可以開始你的DDS設計啦。