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【中文文档】AN3126_在STM32微控制器家族中使用DAC生成音频...

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STMCU-管管 发布时间:2019-4-1 09:49
前言
& _0 k6 J" s# s" N9 [6 z/ }
8 o9 J$ z5 K' J8 _
本应用笔记举例介绍了使用数模转换器 (DAC) 外设生成音频输出信号的过程,该 DAC 外设内嵌在 STM32F10xx 微控制器系列产品中。
, I9 x- I' ]$ L# M

3 I: W2 {0 G5 W5 e数模转换器 (DAC) 是一种与模数转换器功能相反的器件,可以将数字形式的数据转换为相应的模拟电压信号。 $ |# }" K: h' t; V

7 b$ ~2 Q' ]7 wSTM32 DAC 模块是 12 位字转换器,带有两个支持立体声音频的输出通道。
1 S9 w5 _0 M1 q0 Q+ @. S

# H) ?2 t! ^3 Q4 F: CDAC 可用于多种音频应用中,例如:安全警报、蓝牙耳机、发声玩具、答录机、人机接口以及低成本的音乐播放器 ; n! Q" z! Q' @& X+ [6 r- n9 V: o& F. z
& v2 N) |% o: Y# ?7 W3 I- T
STM32 DAC 还可实现许多其他模拟用途,如模拟波形产生和控制工程。 : w& ~1 C& t& E$ p

" @% q- w. S. `$ p本应用笔记主要包括两部分内容:
9 c$ s9 A, H& `" J● 第 1 节介绍 STM32 DAC 模块的主要特性。
% N1 `4 u" B7 H7 d% }& P2 m● 第 2 节介绍了两个示例。
6 y, F# _( s. z- z4 }! i2 ?   — 在第一个示例中,DAC 用于生成正弦波形。
. {6 b. V! V/ {4 L: X, c$ }  — 在第二个例中,DAC 用于通过 .WAV 文件生成音频。
6 f, d3 R  G; i1 e" j
( I! I! {8 ^0 F/ [0 G1 DAC 主要特性
: j) I( w7 {0 c# D5 J! R# Y/ A* ?9 n$ L& y
1.1 数据格式 " O  Y& |) v+ u* |- @
( J2 q% _% q! t8 Q& s6 e4 u$ @' m: u1 O% n
DAC 可以使用以下三种整型格式的数据:8 位右对齐、12 位右对齐以及 12 位左对齐。12 位值的范围在 0x000 到 0xFFF 之间,其中 0x000 为最小值,而 0xFFF 为最大值。' [9 i$ }0 f2 d4 h9 U
8 f) E3 S- ~  {1 ^
1.png

4 B' Z7 m6 k9 r8 p5 B
1.2 双通道模式
6 P0 S5 g3 J' S
DAC 有两个输出通道,每个通道各有一个转换器。在双 DAC 通道模式下,转换可以单独进行,也可以同时进行。
! p9 X+ S  S7 G0 h. C
当 DAC 通道由同一个触发源触发后,两个通道将组合在一起同步执行更新操作,转换也会同时进行。

1 H" y* L* C8 K) }7 U
1.3 专用定时器
; s8 y1 F& w2 a
除了通过软件和外部触发器触发 DAC 转换之外,还可以通过不同的定时器触发 DAC 转换。
* T/ K" D+ s3 g& R6 D  e
TIM6 和 TIM7 是两个基本定时器,主要用于 DAC 触发。

) R% {1 W; a( [0 ]+ B4 b% \5 }' Y4 J
每当 DAC 接口在所选的定时器触发输出 (TIMx_TRGO) 上检测到上升沿时,DAC_DHRx 寄存器中存储的最后一个数据即会转移到 DAC_DORx 寄存器中。
6 }9 j# ]- A/ ^2 K; F
1.png
1 s7 c5 r: h5 j) O+ z. ?% a
1.4 DMA 功能
9 O% k3 j, b. ^: I3 A7 L9 P# q8 |
STM32 微控制器配有一个多通道 DMA 模块。每个 DAC 通道都连接到独立的 DMA 通道。对于 STM32F100x 微控制器,DAC 通道 1 连接到 DMA 通道 3,DAC 通道 2 连接到 DMA通道 4。

! U5 K* {1 I5 z/ f
未使用 DMA 时,CPU 用于向 DAC 提供模式波形。通常,波形保存在存储器 (RAM) 中,CPU 负责将数据从 RAM 传输到 DAC。
* ~$ h6 F$ u; S# s8 [4 s
1.png
使用 DMA 时,系统的整体性能会因内核的释放而提升。此时,数据直接通过 DMA 从存储器传输到 DAC,无需 CPU 执行任何操作。这样节省的 CPU 资源可供其它操作使用。

4 c/ j4 ]- A. T) U7 J) U
1.png
1.5 DMA 下溢错误
5 U+ V' z1 W$ ]+ l1 V
DMA 向 DAC 提供模式波形时,有时会出现 DMA 传输速度比 DAC 转换速度快的情况。此时,DAC 会检测到部分模式波形遭到忽略而不予转换。它随后会将“DMA 下溢错误”标志置 1。

& l/ C9 Z8 p2 [. F. b9 W( I$ j1 O( g
可以使用触发定时器通过共享 IRQ 通道处理下溢错误,在 DAC 不通过 TIM6 触发时也可通过专用中断来处理。
* A9 U; P  C0 A" t  @
1.6 白噪声发生器

: V9 E* k5 F& V' \, e( `
1.6.1 定义

/ N/ I) z( U0 x* Q# O; p- y
STM32 微控制器 DAC 为用户提供了一个伪随机码发生器。根据移位寄存器上使用的节拍数,在序列重复前,可生成具有最多 2n-1 个数的序列。
1 v1 Q* h3 E* I6 q; y
1.png
; j8 b2 J1 P! B$ k' ^
............
* @% n1 a& f) W9 p( @
想了解更多,请下载原文阅读

& Z) U, T" G4 A9 s
赞 收藏 1 评论2 发布时间:2019-4-1 09:49

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2个回答
Kevin_G 回答时间:2019-4-1 15:57:31
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单片机爱好者 回答时间:2019-5-26 23:13:24
支持~~~~~~~~~~~
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