2021年12月30日 | STM32F103使用DAC功能输出正弦波

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

#include "dac_sin.h"

#define DAC_DHR12RD_Address      0x40007420

uc16 Sine12bit[32] = {2047, 2447, 2831, 3185, 3498, 3750, 3939, 4056, 4095, 4056,

                      3939, 3750, 3495, 3185, 2831, 2447, 2047, 1647, 1263, 909,

                      599, 344, 155, 38, 0, 38, 155, 344, 599, 909, 1263, 1647

                     };

u32 DualSine12bit[32];

u8 Idx = 0;

//用DMA在PA4、PA5上产生正弦波

void DAC_SIN_Init(void)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    DAC_InitTypeDef  DAC_InitStructure;

    TIM_TimeBaseInitTypeDef    TIM_TimeBaseStructure;

    DMA_InitTypeDef  DMA_InitStructure;

    //时钟设置

    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA2, ENABLE);

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE);

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM8, ENABLE);

    //GPIO设置

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    //高级定时器设置

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0x19;

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0x00;

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0x00;

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0x00;

    TIM_TimeBaseInit(TIM8, &TIM_TimeBaseStructure);

    TIM_SelectOutputTrigger(TIM8, TIM_TRGOSource_Update);

    //DAC设置

    DAC_InitStructure.DAC_Trigger = DAC_Trigger_T8_TRGO; //TIM8触发

    DAC_InitStructure.DAC_WaveGeneration = DAC_WaveGeneration_None;

    DAC_InitStructure.DAC_OutputBuffer = DAC_OutputBuffer_Disable;

    DAC_Init(DAC_Channel_1, &DAC_InitStructure);

    DAC_Init(DAC_Channel_2, &DAC_InitStructure);

    for(Idx = 0; Idx < 32; Idx++)

    {

        DualSine12bit[Idx] = (Sine12bit[Idx] << 16) + (Sine12bit[Idx]);

    }

    //DMA设置

    DMA_DeInit(DMA2_Channel4);

    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = DAC_DHR12RD_Address; //DMA外设基地址

    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)&DualSine12bit; //DMA内存基地址

    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST; //数据传输方向，从存储器读

    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 32; //DMA通道的DMA缓存的大小

    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //外设地址寄存器不变

    DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //内存地址寄存器递增

    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Word; //数据宽度为32位

    DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Word; //数据宽度为32位

    DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; //工作模式为循环模式

    DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; //DMA通道 x拥有高优先级

    DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; //DMA通道x 非存储器到存储器模式

    DMA_Init(DMA2_Channel4, &DMA_InitStructure);

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

    DAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE); //使能DAC通道1

    DAC_Cmd(DAC_Channel_2, ENABLE); //使能DAC通道2

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

    TIM_Cmd(TIM8, ENABLE); //使能定时器

}

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。

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。

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。