前言
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。
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。
STM32 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。
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
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。
本应用笔记主要包括两部分内容：
● 第 1 节介绍 STM32 DAC 模块的主要特性。
● 第 2 节介绍了两个示例。
— 在第一个示例中，DAC 用于生成正弦波形。
— 在第二个例中，DAC 用于通过 .WAV 文件生成音频。


1 DAC 主要特性
1.1 数据格式
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。




1.2 双通道模式
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。
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。

1.3 专用定时器
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。
TIM6 和 TIM7 是两个基本定时器，主要用于 DAC 触发。
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。




1.4 DMA 功能
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。
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。




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。




1.5 DMA 下溢错误
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。
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。

1.6 白噪声发生器
1.6.1 定义
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。




由噪声发生器生成的噪声具有均匀的频谱分布，可将这些噪声视为白噪声。不过，白噪声分布均匀，不具备高斯输出特性。




噪声波形的偏移量可以编程。使用预配置的偏移量表更改此偏移量（信号模式），用户可获得与信号模式和噪声波形之和相对应的波形。




1.6.2 典型应用
STM32 微控制器具有采样率高达 1 M/ 秒的 12 位增强型 ADC。在大多数应用中，这种分辨率已经足够，但在一些需要更高精度的情况下，可以利用过采样和抽选输入信号的概念，以减少外部 ADC 解决方案的使用并降低应用功耗。
STM32 应用笔记 AN2668 中标题为“使用白噪声进行过采样”一节中详细介绍了这些方法的详细信息。
白噪声发生器还可用于产生电子音乐，通常直接产生或作为滤波器的输入来形成其它类型的噪声信号。白噪声发生器广泛用于音频合成，通常用于再现钹等打击乐器的效果，这些乐器在其频域内具有较高的噪声量。
白噪声发生器可用于控制工程，以及放大器和电子滤波器的频率响应测试。
白噪声是一种通用的合成噪声源，用于通过耳鸣掩蔽器进行声掩蔽。

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