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【经验分享】STM32F103使用DAC功能输出正弦波

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STMCU小助手 发布时间:2022-3-20 13:17
在DAC的主要特征中可以看出,DAC内部带有波形发生器。

DAC 主要特征
2个DAC转换器:每个转换器对应1个输出通道
8位或者12位单调输出
12位模式下数据左对齐或者右对齐
同步更新功能
噪声波形生成
三角波形生成
双DAC通道同时或者分别转换
每个通道都有DMA功能
外部触发转换
输入参考电压V REF+
  但是这里面只有三角波和噪声波,那么正弦波要如何生成呢?

虽然DAC没有自带正弦波的功能,但是我们可以先生成一个符合正弦规律的数组,然后通过定时器,将正弦数组中的值依次发送出去,这样输出的电压值也就会成正弦规律变化了。

  下面直接通过代码来演示如何输出正弦波

  1. #include "dac_sin.h"

  2. #define DAC_DHR12RD_Address      0x40007420


  3. uc16 Sine12bit[32] = {2047, 2447, 2831, 3185, 3498, 3750, 3939, 4056, 4095, 4056,
  4.                       3939, 3750, 3495, 3185, 2831, 2447, 2047, 1647, 1263, 909,
  5.                       599, 344, 155, 38, 0, 38, 155, 344, 599, 909, 1263, 1647
  6.                      };

  7. u32 DualSine12bit[32];
  8. u8 Idx = 0;

  9. //用DMA在PA4、PA5上产生正弦波
  10. void DAC_SIN_Init(void)
  11. {
  12.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  13.     DAC_InitTypeDef  DAC_InitStructure;
  14.     TIM_TimeBaseInitTypeDef    TIM_TimeBaseStructure;
  15.     DMA_InitTypeDef  DMA_InitStructure;
  16.     //时钟设置
  17.     RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA2, ENABLE);
  18.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
  19.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE);
  20.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM8, ENABLE);
  21.     //GPIO设置
  22.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;
  23.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  24.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
  25.     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  26.     //高级定时器设置
  27.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0x19;
  28.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0x00;
  29.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0x00;
  30.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
  31.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0x00;
  32.     TIM_TimeBaseInit(TIM8, &TIM_TimeBaseStructure);

  33.     TIM_SelectOutputTrigger(TIM8, TIM_TRGOSource_Update);
  34.     //DAC设置
  35.     DAC_InitStructure.DAC_Trigger = DAC_Trigger_T8_TRGO;                                        //TIM8触发
  36.     DAC_InitStructure.DAC_WaveGeneration = DAC_WaveGeneration_None;
  37.     DAC_InitStructure.DAC_OutputBuffer = DAC_OutputBuffer_Disable;
  38.     DAC_Init(DAC_Channel_1, &DAC_InitStructure);

  39.     DAC_Init(DAC_Channel_2, &DAC_InitStructure);

  40.     for(Idx = 0; Idx < 32; Idx++)
  41.     {
  42.         DualSine12bit[Idx] = (Sine12bit[Idx] << 16) + (Sine12bit[Idx]);
  43.     }
  44.     //DMA设置
  45.     DMA_DeInit(DMA2_Channel4);

  46.     DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = DAC_DHR12RD_Address;                        //DMA外设基地址
  47.     DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)&DualSine12bit;                                //DMA内存基地址
  48.     DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;                                                //数据传输方向,从存储器读
  49.     DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 32;                                                                        //DMA通道的DMA缓存的大小
  50.     DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;                //外设地址寄存器不变
  51.     DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;                                        //内存地址寄存器递增
  52.     DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Word; //数据宽度为32位
  53.     DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Word;                        //数据宽度为32位
  54.     DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;                                                        //工作模式为循环模式
  55.     DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;                                                //DMA通道 x拥有高优先级
  56.     DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;                                                        //DMA通道x 非存储器到存储器模式
  57.     DMA_Init(DMA2_Channel4, &DMA_InitStructure);

  58.     DMA_Cmd(DMA2_Channel4, ENABLE);                                //使能DMA2通道4

  59.     DAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE);                                //使能DAC通道1
  60.     DAC_Cmd(DAC_Channel_2, ENABLE);                                //使能DAC通道2

  61.     DAC_DMACmd(DAC_Channel_2, ENABLE);                        //使能DAC的DMA功能

  62.     TIM_Cmd(TIM8, ENABLE);                                                //使能定时器
  63. }
复制代码

Sine12bit数组中存放的数据就是按照正弦规律变化了,可以将数组中的数据复制到表格中,观察一下。

}BCB6PSFB]3}~H282TA3[.png

可以看出数组中的数据组成了一个标准的正弦波。

  数据有了之后开始初始化DAC,这里DAC依然使用定时器触发,使用定时8触发,波形的产生方式设置为无,因为这里不使用内部的波形发生器。

  接下来数据的传输选择使用DMA模式,当然也可是通过程序设置一个循环来依次将数据中的值放到DAC寄存器中去,但是这样比较占用单片机的资源,为了节省资源,可以让单片机自己来实现这个功能。

B7J37K39MGL~%}MQH5T]RAK.png

  将DMA的外设地址设置为DAC寄存器的地址,将DMA的内存地址设置为存储正弦波数据的数组,这样每次定时器8的中断发生之后,DMA就会自动从数组中拿出一个数据设置到DAC的寄存器中。通过DMA功能就可以实现数组中的数据依次被放到DAC的数据保持寄存器中。

  最后使能定时器,DAC,DMA功能后,DAC的两个输出端口PA4和PA5就会自动输出成正弦规律变化的波形了。


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