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stm32输出正弦波

作者：IT小白 | 2024-04-20 01:23:13

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stm32输出正弦波

本次说明是看野火的开发板学习，做个笔记

 

计算获取正弦波数据表；

2) 根据正弦波数据表的周期内点数和周期计算定时器触发间隔；

3) 初始化 DAC 输出通道，初始化 DAC 工作模式；

4) 配置触发 DAC 用的定时器；

5) 配置 DMA 自动转运正弦波数据表。

配置完成后，即可在 PA4、PA5 引脚中检测到信号输出。

首先

生成正弦波数据表

要输出正弦波，实质是要控制 DAC 以 v=sin(t)的正弦函数关系输出电压，其中 v 为电

压输出，t 为时间。

而由于模拟信号连续而数字信号是离散的，所以使用 DAC 产生正弦波时，只能按一

定时间间隔输出正弦曲线上的点，在该时间段内输出相同的电压值，若缩短时间间隔，提

高单个周期内的输出点数，可以得到逼近连续正弦波的图形，见图 39-4，若在外部电路加

上适当的电容滤波，可得到更完美的图形。

有下图可以看出，其输出的波形不太正，由于取得样太少的原因和没有加电容器铝板的原因，

 

抬升 sin 函数的输出为正值：v = sin(t)+1 ，此时，v 的输出范围为[0:2]；

2) 扩展输出至 DAC 的全电压范围: v = 3.3*(sin(t)+1)/2 ，此时，v 的输出范围为[0:3.3]，

正是 DAC 的电压输出范围，扩展至全电压范围可以充分利用 DAC 的分辨率；

3) 把电压值以 DAC 寄存器的形式表示：Reg_val = 2

12

/3.3 * v = 2

11

*(sin(t)+1)，此时，存

储到 DAC 寄存器的值范围为[0:4096]；

4) 实践证明，在 sin(t)的单个周期内，取 32 个点进行电压输出已经能较好地还原正弦波

形，所以在 t∈[0:2π]区间内等间距根据上述 Reg_val 公式运算得到 32 个寄存器值，

即可得到正弦波表；

5) 控制 DAC 输出时，每隔一段相同的时间从上述正弦波表中取出一个新数据进行输出，

即可输出正弦波。改变间隔时间的单位长度，可以改变正弦波曲线的周期。

 

注意GPIO的配置

GPIO 按照要求被配置为模拟输入模式

  1. static void DAC_Config(void)
  2. {
  3.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  4. 	DAC_InitTypeDef  DAC_InitStructure;
  5.  
  6.   /* 使能GPIOA时钟 */
  7.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	
  8. 	
  9. 	/* 使能DAC时钟 */	
  10.   RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE);
  11. 	
  12.   /* DAC的GPIO配置，模拟输入 */
  13.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;
  14.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
  15.   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  16. 	
  17.  
  18.  
  19.   /* 配置DAC 通道1 */
  20.   DAC_InitStructure.DAC_Trigger = DAC_Trigger_T2_TRGO;						//使用TIM2作为触发源
  21.   DAC_InitStructure.DAC_WaveGeneration = DAC_WaveGeneration_None;	//不使用波形发生器
  22.   DAC_InitStructure.DAC_OutputBuffer = DAC_OutputBuffer_Disable;	//不使用DAC输出缓冲
  23.   DAC_Init(DAC_Channel_1, &DAC_InitStructure);
  24.  
  25.   /* 配置DAC 通道2 */
  26.   DAC_Init(DAC_Channel_2, &DAC_InitStructure);
  27.  
  28.   /* 使能通道1 由PA4输出 */
  29.   DAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE);
  30.   /* 使能通道2 由PA5输出 */
  31.   DAC_Cmd(DAC_Channel_2, ENABLE);
  32.  
  33.   /* 使能DAC的DMA请求 */
  34.   DAC_DMACmd(DAC_Channel_2, ENABLE);
  35. }

 

 

在 上 述代 码中 ， 定义了 由 脚本 得到 的 正弦波 数 据表 Sine12bit 变量 ， 一共 为

POINT_NUM（32）个点。在 DAC_Mode_Init 函数中，调用了前面介绍的 DAC_Config 和

DAC_TIM_Config 初始化 DAC 和定时器，然后在 for 循环中把单通道的正弦波数据表

Sine12bit 复制扩展成为双通道的数据 DualSine12bit，扩展后的数据将会直接被 DMA 搬运

至 DAC 的 DHR12RD 寄存器中。

复制完数据后，DAC_Mode_Init 调用下面的 DAC_DMA_Config 函数初始化 DMA，配

置的重点是要设置好 DHR12RD 寄存器的地址，正弦波数据的内存地址（注意是双通道数

据 DualSine12bit），DMA 缓存的个数（即单个周期的正弦波点数）以及 DMA 工作在循环

模式。

 

  1. /**
  2.   ******************************************************************************
  3.   * @file    bsp_xxx.c
  4.   * @author  fire
  5.   * @version V1.0
  6.   * @date    2013-xx-xx
  7.   * @brief   adc1 应用bsp / DMA 模式
  8.   ******************************************************************************
  9.   * @attention
  10.   *
  11.   * 实验平台:野火STM32 霸道 开发板 
  12.   * 论坛    :http://www.firebbs.cn
  13.   * 淘宝    :http://fire-stm32.taobao.com
  14.   *
  15.   ******************************************************************************
  16.   */ 
  17.   
  18. #include "./dac/bsp_dac.h"
  19.  
  20. //正弦波单个周期的点数
  21. #define POINT_NUM 32
  22.  
  23. /* 波形数据 ---------------------------------------------------------*/
  24. const uint16_t Sine12bit[POINT_NUM] = {
  25. 	2048	, 2460	, 2856	, 3218	, 3532	, 3786	, 3969	, 4072	,
  26. 	4093	, 4031	, 3887	, 3668	, 3382	, 3042	,	2661	, 2255	, 
  27. 	1841	, 1435	, 1054	, 714		, 428		, 209		, 65		, 3			,
  28. 	24		, 127		, 310		, 564		, 878		, 1240	, 1636	, 2048
  29. };
  30.  
  31.  
  32. uint32_t DualSine12bit[POINT_NUM];
  33.  
  34.  
  35. /**
  36.   * @brief  使能DAC的时钟，初始化GPIO
  37.   * @param  无
  38.   * @retval 无
  39.   */
  40. static void DAC_Config(void)
  41. {
  42.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  43. 	DAC_InitTypeDef  DAC_InitStructure;
  44.  
  45.   /* 使能GPIOA时钟 */
  46.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	
  47. 	
  48. 	/* 使能DAC时钟 */	
  49.   RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE);
  50. 	
  51.   /* DAC的GPIO配置，模拟输入 */
  52.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;
  53.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
  54.   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  55. 	
  56.  
  57.  
  58.   /* 配置DAC 通道1 */
  59.   DAC_InitStructure.DAC_Trigger = DAC_Trigger_T2_TRGO;						//使用TIM2作为触发源
  60.   DAC_InitStructure.DAC_WaveGeneration = DAC_WaveGeneration_None;	//不使用波形发生器
  61.   DAC_InitStructure.DAC_OutputBuffer = DAC_OutputBuffer_Disable;	//不使用DAC输出缓冲
  62.   DAC_Init(DAC_Channel_1, &DAC_InitStructure);
  63.  
  64.   /* 配置DAC 通道2 */
  65.   DAC_Init(DAC_Channel_2, &DAC_InitStructure);
  66.  
  67.   /* 使能通道1 由PA4输出 */
  68.   DAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE);
  69.   /* 使能通道2 由PA5输出 */
  70.   DAC_Cmd(DAC_Channel_2, ENABLE);
  71.  
  72.   /* 使能DAC的DMA请求 */
  73.   DAC_DMACmd(DAC_Channel_2, ENABLE);
  74. }
  75.  
  76.  
  77. /**
  78.   * @brief  配置TIM
  79.   * @param  无
  80.   * @retval 无
  81.   */
  82. static void DAC_TIM_Config(void)
  83. {
  84. 	
  85. 	TIM_TimeBaseInitTypeDef    TIM_TimeBaseStructure;
  86. 	
  87. 	/* 使能TIM2时钟，TIM2CLK 为72M */
  88.   RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
  89. 	
  90.   /* TIM2基本定时器配置 */
  91.  // TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure); 
  92.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = (20-1);       									//定时周期 20  
  93.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0x0;       							//预分频，不分频 72M / (0+1) = 72M
  94.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0x0;    						//时钟分频系数
  95.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  	//向上计数模式
  96.   TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
  97.  
  98.   /* 配置TIM2触发源 */
  99.   TIM_SelectOutputTrigger(TIM2, TIM_TRGOSource_Update);
  100.  
  101. 	/* 使能TIM2 */
  102.   TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
  103.  
  104. }
  105.  
  106. /**
  107.   * @brief  配置DMA
  108.   * @param  无
  109.   * @retval 无
  110.   */
  111. static void DAC_DMA_Config(void)
  112. {	
  113. 	DMA_InitTypeDef  DMA_InitStructure;
  114.  
  115. 	/* 使能DMA2时钟 */
  116. 	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA2, ENABLE);
  117. 	
  118. 	/* 配置DMA2 */
  119.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = DAC_DHR12RD_ADDRESS;					//外设数据地址
  120.   DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)&DualSine12bit ;				//内存数据地址 DualSine12bit
  121.   DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;											//数据传输方向内存至外设
  122.   DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = POINT_NUM;																	//缓存大小为POINT_NUM字节	
  123.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;				//外设数据地址固定	
  124.   DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;									//内存数据地址自增
  125.   DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Word;	//外设数据以字为单位
  126.   DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Word;					//内存数据以字为单位	
  127.   DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;													//循环模式
  128.   DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;											//高DMA通道优先级
  129.   DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;														//非内存至内存模式	
  130.  
  131.   DMA_Init(DMA2_Channel4, &DMA_InitStructure);
  132. 	
  133.   /* 使能DMA2-14通道 */
  134.   DMA_Cmd(DMA2_Channel4, ENABLE);
  135. }
  136.  
  137.  
  138. /**
  139.   * @brief  DAC初始化函数
  140.   * @param  无
  141.   * @retval 无
  142.   */
  143. void DAC_Mode_Init(void)
  144. {
  145. 	uint32_t Idx = 0;  
  146.  
  147. 	DAC_Config();
  148. 	DAC_TIM_Config();	
  149. 	
  150. 	/* 填充正弦波形数据，双通道右对齐*/
  151.   for (Idx = 0; Idx < POINT_NUM; Idx++)
  152.   {
  153.     DualSine12bit[Idx] = (Sine12bit[Idx] << 16) + (Sine12bit[Idx]);
  154.   }
  155. 	
  156. 	DAC_DMA_Config();
  157. }
  158.  
  159.  
  160.  
  161.  
  162.  
  163.  
  164.  
  165.  
  166.  
  167.  
  168.

经过这样的配置后，定时器每间隔一定的时间就会触发 DMA 搬运双通道正弦波表的

一个数据到 DAC 双通道寄存器进行转换，每完成一个周期后 DMA 重新开始循环，从而达

到连续输出波形的目的。

 

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