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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 R8 ]5 F9 M" h8 w; S

/ D' w1 @& W4 f6 q$ G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。 ) _+ I% Q: o8 G# q+ i

. x; N& j' L1 Q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。 ) |" R# a5 u2 I5 N% o

3 P4 R. w$ ~- J$ M, zSTM32 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。
  b4 W5 v: F" b
; X0 d0 v" \9 s8 E0 Y
DAC 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   i5 t# V' |; s5 g: `( x
) H! E) F: J) M# B
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。 2 @8 N) u* e; n
( |& S5 a2 ?" J1 _
本应用笔记主要包括两部分内容:
+ V( _" M' K0 k% F. A● 第 1 节介绍 STM32 DAC 模块的主要特性。
5 ]) q- _1 @8 b+ r$ U$ M2 M● 第 2 节介绍了两个示例。
/ x7 g* Q0 s  f% |( [8 R   — 在第一个示例中,DAC 用于生成正弦波形。
  y5 H9 c/ K" [- g! d1 ]6 ?( ~8 }' A8 O  — 在第二个例中,DAC 用于通过 .WAV 文件生成音频。
- }0 v3 F* T' d, Z- w) ?
" X: x! s+ [( S- c$ V$ p4 M: ]- W1 DAC 主要特性
2 V0 V+ C8 c+ T0 ]/ V$ [8 s& s3 V2 o+ q. s
1.1 数据格式 3 P: E- n1 J3 J, ?1 f
7 N6 s  e7 P2 `; W; i6 W' i8 V
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。+ R8 t* Z! W& J& V
' B/ d% Z4 B9 \# M
1.png

/ ]8 D. |- K" o3 _" O) e$ V
1.2 双通道模式

. L0 i% W" [2 b9 K
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。

) \( z% }9 i: u2 N6 C) Y6 |2 U8 {! k
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。

$ J) h  e6 C7 a9 _' B
1.3 专用定时器

  y# }3 l( |3 N$ B! i3 g
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。

& m& R8 x$ b5 _; D  d; d* G3 M% ^
TIM6 和 TIM7 是两个基本定时器,主要用于 DAC 触发。

1 g: m; I- q, Y, H
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。

2 J* }1 X% {# u, S9 _7 \% G
1.png

8 W. v4 j; e$ E
1.4 DMA 功能
5 h$ R2 Z% v* b; M) R6 \, Y
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。

7 f& [& K& A4 m" v. l) r3 g; v
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。

9 i. e1 p# t+ M+ k9 p: @
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。

! b; n4 _( P* e
1.png
1.5 DMA 下溢错误
3 M2 @3 h. `4 {  D+ w! s
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。
: i# I$ R& w! \9 K6 k" S
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。
. }0 Q0 W- [9 A, y8 |8 ^; u
1.6 白噪声发生器

6 ^; @) D9 D) e+ D% K' p% U
1.6.1 定义

( P0 ~! f3 c* ]# B
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。
$ O3 b0 w6 h: L7 j- D
1.png
( _" |# k0 V5 R1 I5 T& W6 J
............

& c0 ?2 k9 R0 q( ^* ^
想了解更多,请下载原文阅读
2 V( m; y+ Z6 J* o, @) z$ K
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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