[分享] 【GD32L233C-START】DAC输出（正弦波、锯齿波、方波）

【GD32L233C-START】DAC输出（正弦波、锯齿波、方波）

1.介绍
GD32L233C采用的是一款M23的内核。这个芯片据说功耗非常的低，低到什么程度呢？等后面我们再进行测试，今天我们主要来测试GD32L233C-START的DAC，既然要测试DAC，示波器是不可少的，这个实验在家做，然而LZ家里并没有示波器，不过最近看到一款好东西，LOTO虚拟示波器，看过这款示波器的参数，还不错。所以入手了一款，测量芯片输出的DAC应该没什么问题，接下来开始测试吧。
2.设计
首先需要输出让芯片输出DAC，而且还需要输出波形，这个稍微费点功夫，之前在GD32L233C-START移植了RTThread，现在在这个代码的基础上添加DAC的输出程序，这个程序移植了其他网友的，代码我也贴出来，经过测试，代码没有啥问题：
比较麻烦的是正弦波的代码：

const float sinus_I_quarter[91] =
{
    0.0000, 0.0175, 0.0349, 0.0523, 0.0698, 0.0872, 0.1045, 0.1219, 0.1392, 0.1564, // 00 .. 09
    0.1736, 0.1908, 0.2079, 0.2250, 0.2419, 0.2588, 0.2756, 0.2924, 0.3090, 0.3256, // 10 .. 19
    0.3420, 0.3584, 0.3746, 0.3907, 0.4067, 0.4226, 0.4384, 0.4540, 0.4695, 0.4848, // 20 .. 29
    0.5000, 0.5150, 0.5299, 0.5446, 0.5592, 0.5736, 0.5878, 0.6018, 0.6157, 0.6293, // 30 .. 39
    0.6428, 0.6561, 0.6691, 0.6820, 0.6947, 0.7071, 0.7193, 0.7314, 0.7431, 0.7547, // 40 .. 49
    0.7660, 0.7771, 0.7880, 0.7986, 0.8090, 0.8192, 0.8290, 0.8387, 0.8480, 0.8572, // 50 .. 59
    0.8660, 0.8746, 0.8829, 0.8910, 0.8988, 0.9063, 0.9135, 0.9205, 0.9272, 0.9336, // 60 .. 69
    0.9397, 0.9455, 0.9511, 0.9563, 0.9613, 0.9659, 0.9703, 0.9744, 0.9781, 0.9816, // 70 .. 79
    0.9848, 0.9877, 0.9903, 0.9925, 0.9945, 0.9962, 0.9976, 0.9986, 0.9994, 0.9998, // 80 .. 89
    1.0000                                                                          // 90
};

#define CIRCLE_QUARTER_1        1
#define CIRCLE_QUARTER_2        2
#define CIRCLE_QUARTER_3        3
#define CIRCLE_QUARTER_4        4
float sinus_lookup (unsigned int angle)
{
    float sin_value;
    unsigned int circle_quarter;
    // correct angles outside the accepted angle range into 0 .. 359
    if (angle > 359u)
        angle = angle % 360u;
    circle_quarter = 1 + (angle / 90u);
    switch (circle_quarter)
    {
        case CIRCLE_QUARTER_1: // 00 .. 89
            sin_value = sinus_I_quarter[angle];
            break;
        case CIRCLE_QUARTER_2: // 90 .. 179
            sin_value = sinus_I_quarter[180 - angle];
            break;
        case CIRCLE_QUARTER_3: // 180 .. 269
            sin_value = -sinus_I_quarter[angle - 180];
            break;
        case CIRCLE_QUARTER_4: // 270 .. 359
            sin_value = -sinus_I_quarter[360 - angle];
            break;
    }
    return sin_value;
}

void plot_sin(uint32_t f, uint32_t delta_f)
{
    /* 定时周期为T=1/delta_f， f=1/(pMax*T) */
    static uint32_t point = 0;
    uint32_t pMAX = delta_f/f;
    uint32_t value = 0;
    if (point++ > pMAX) point = 0;    
    value = (uint32_t)((sinus_lookup(360*point/pMAX)+1)*10000)*2047/10000;
    dac_software_trigger_enable();
    dac_data_set(DAC_ALIGN_12B_R, value);
}

接下来是锯齿波和方波的代码，这两个代码比较简单：

void plot_triangle(uint32_t f, uint32_t delta_f)
{
    /* 定时周期为T=1/delta_f， f=1/(pMax*T) */
    static uint32_t point = 0;
    uint32_t pMAX = delta_f/f;
    uint32_t pMAX2 = pMAX/2;
    uint32_t value = 0;
    if (++point > pMAX) point = 0;
    if (point < pMAX2)
    {
        value = point * 4095 / pMAX2;
    }
    else
    {
        value = (pMAX - point) * 4095 / pMAX2;
    }
    dac_software_trigger_enable();
    dac_data_set(DAC_ALIGN_12B_R, value);
}
void plot_square(uint32_t f, uint32_t delta_f)
{
    /* 定时周期为T=1/delta_f， f=1/(pMax*T) */
    static uint32_t point = 0;
    uint32_t pMAX = delta_f/f;
    uint32_t pMAX2 = pMAX/2;
    uint32_t value = 0;
    if (++point > pMAX) point = 0;
    if (point < pMAX2)
    {
        value = 0;
    }
    else
    {
        value = 0xFFF;
    }
    dac_software_trigger_enable();
    dac_data_set(DAC_ALIGN_12B_R, value);
}

最后需要开启一个定时器，还有DAC的初始化：

void timerx_init(uint32_t timer_periph, uint16_t period, uint16_t prescaler)
{
    /* TIMER1 configuration: input capture mode -------------------
    the external signal is connected to TIMER1 CH0 pin (PA0)
    the rising edge is used as active edge
    the TIMER1 CH0CV is used to compute the frequency value
    ------------------------------------------------------------ */
    timer_parameter_struct timer_initpara;
    timer_ic_parameter_struct timer_icinitpara;

    /* enable the peripherals clock */
    rcu_periph_clock_enable(RCU_TIMER2);

    /* deinit a TIMER */
    timer_deinit(timer_periph);
    /* initialize TIMER init parameter struct */
    timer_struct_para_init(&timer_initpara);
    /* TIMER1 configuration */
    timer_initpara.prescaler        = prescaler;
    timer_initpara.alignedmode      = TIMER_COUNTER_EDGE;
    timer_initpara.counterdirection = TIMER_COUNTER_UP;
    timer_initpara.period           = period;
    timer_initpara.clockdivision    = TIMER_CKDIV_DIV1;
    timer_init(timer_periph, &timer_initpara);

    /* TIMER1 CH0 input capture configuration */
    timer_icinitpara.icpolarity  = TIMER_IC_POLARITY_RISING;
    timer_icinitpara.icselection = TIMER_IC_SELECTION_DIRECTTI;
    timer_icinitpara.icprescaler = TIMER_IC_PSC_DIV1;
    timer_icinitpara.icfilter = 0x00;
    timer_input_capture_config(timer_periph, TIMER_CH_0, &timer_icinitpara);

    /* auto-reload preload enable */
    timer_auto_reload_shadow_enable(timer_periph);
    /* clear channel 0 interrupt bit */
    timer_interrupt_flag_clear(timer_periph, TIMER_INT_CH0);
    /* channel 0 interrupt enable */
    timer_interrupt_enable(timer_periph, TIMER_INT_CH0);

    /* enable a TIMER */
    timer_enable(timer_periph);
}

#define DAC_WAVE_TEST

void timer2_init(void)
{
    timer_deinit(TIMER2);
    rcu_periph_clock_enable(RCU_TIMER2);
#ifdef DAC_WAVE_TEST
    timerx_init(TIMER2, 639, 9);  // 100KHz 0.1ms
#endif
    timer_interrupt_enable(TIMER2, TIMER_INT_UP);
    nvic_irq_enable(TIMER2_IRQn, 3);
}

void TIMER2_IRQHandler(void)
{
#ifdef DAC_WAVE_TEST
    plot_sin(100, 10000);       //正弦波
    //plot_triangle(1, 10000);  //锯齿波
    //plot_square(1, 10000);    //方波
#endif
    timer_interrupt_flag_clear(TIMER2, TIMER_INT_FLAG_UP);
}

void dac1_init(void)
{
    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
    rcu_periph_clock_enable(RCU_DAC);
    gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_ANALOG, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_4);
    dac_deinit();
    /* software trigger */
    dac_trigger_enable();
    dac_trigger_source_config(DAC_TRIGGER_SOFTWARE);
    /* no noise wave */
    dac_wave_mode_config(DAC_WAVE_DISABLE);
    /* noise wave - triangle */
    //dac_wave_mode_config(DAC_WAVE_MODE_TRIANGLE);
    //dac_triangle_noise_config(DAC_TRIANGLE_AMPLITUDE_4095);
    /* noise wave - lfsr */
    //dac_wave_mode_config(DAC_WAVE_MODE_LFSR);
    //dac_lfsr_noise_config(DAC_LFSR_BITS11_0);
    dac_output_buffer_enable();
    /* enable DAC and set data */
    dac_enable();
    dac_software_trigger_enable();
    dac_data_set(DAC_ALIGN_12B_R, 0);
}

这样就可以输出正弦波、锯齿波和方波了。
3.波形测量
接下来我们来看一下输出的波形是否符合要求，首先需要将【GD32L233C-START】开发板连接LOTO示波器，分别连接GND和PA4管教，连接效果图如下图1所示。

图1

然后让DAC输出正弦波，看一下波形如何。

图2

从上图2中可以看到，一个周期大约在10ms，所以正弦波的周期为100Hz，输出还是听精准的。
然后输出锯齿波看看波形如何。

图3

从上图3可以得出，锯齿波的波形频率为1Hz。
最后我们来看看方波的波形图如何。

图4

从上图4可以看到，方波的波形频率为1Hz。
从上面波形可以得出，【GD32L233C-START】的定时器比较精准，DAC的输出值也比较稳定，性能还是不错的！
4.总结
刚入手的LOTO示波器还不错，测量的精度挺高的，不过还有好多设置没弄明白，等后续多琢磨琢磨。做电子的示波器是必不可少的，我先替你们测试测试这个示波器如何。
GD32L233C是新出来的芯片，整体功能还需要多进行测试，它最突出的低功耗后续要好好测量一下，这次就先到这里了。

完全可以做信号发生器了

期待LOTO示波器后续使用评价，挖掘更多新功能。